PID控制简介
目前工业自动化水平已成衡量各行各业现代化水平重要标志。同时，控制理论发展也经历古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三阶段。智能控制典型实例模糊全自动洗衣机等。自动控制系统分开环控制系统和闭环控制系统。控控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接口。控制器输出经过输出接口、执行机构，加到被控系统上；控制系统被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控制器。同控制系统，其传感器、变送器、执行机构样。比如压力控制系统要采用压力传感器。电加热控制系统传感器温度传感器。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（仪表）已经很多，产品已工程实际中得到广泛应用，各种各样PID控制器产品，各大公司均开发具PID参数自整定功能智能调节器(intelligent regulator)，其中PID控制器参数自动调整通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。利用PID控制实现压力、温度、流量、液位控制器，能实现PID控制功能编程控制器(PLC)，还实现PID控制PC系统等等。 编程控制器(PLC)利用其闭环控制模块来实现PID控制，编程控制器(PLC)以直接与ControlNet相连，如RockwellPLC-5等。还以实现PID控制功能控制器，如Rockwell Logix产品系列，它以直接与ControlNet相连，利用网络来实现其远程控制功能。
1、开环控制系统
开环控制系统(open-loop control system)指被控对象输出(被控制量)对控制器(controller)输出没影响。这种控制系统中，依赖将被控量反送回来以形成逗山任何闭环回路。
2、闭环控制系统
闭环控制系统(closed-loop control system)特点系统被控对象输出(被控制量)会反送回来影响控制器输出，形成或多闭环。闭环控制系统正反馈和负反馈，若反馈信号与系统给定值信号相反，则称负反馈( Negative Feedback)，若极性相同，则称正反馈，般闭环控制系统均采用负反馈，又称负反馈控制系统。闭环控制系统例子很多。比如人就具负反馈闭环控制系统，眼睛便传感器，充当反馈，人体系统能通过断修正最后作出各种正确动作。如果没眼睛，就没反馈回路，也就成开环控制系统。另例，当台真正全自动洗衣机具能连续检查衣物否洗净，并洗净之后能自动切断电源，它就闭环控制系统。
3、阶跃响应
阶跃响应指将阶跃输入（step function）加到系统上时，系统输出。稳态误差指系统响应进入稳态后，系统期望输出与实际输出之差。控制系统性能以用稳、准、快三字来描述。稳指系统稳定性(stability)，系统要能正常工作，首先必须稳定，从阶跃响应上看应该收敛；准指控制系统准确性、控制精度，通常用稳态误差来(Steady-state error)描述，它表示系统输出稳态值与期望值之差；快指控制系统响应快速性，通常用上御中升时间来定量描述。
4、PID控制原理和特点
工程实际中，应用最广泛调节器控制规律比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作靠、调整方便成工业控制主要技术之。当被控对象结构和参数能完全掌握，或得到精确数学模型时，控制理论其它技术难以采用时，系统控制器结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最方便。即当我们完全解系统和被控对象，或能通过效测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也PI和PD控制。PID控制器就根据系统误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制。
比例（P）控制
比例控制种最简单控制方式。其控制器输出与输入误差信号成比例关系。当仅比例控制时系统输出存稳态误差（Steady-state error）。
积分（I）控制
积分控制中，控制器输出与输入误差信号积分成正比关系。对自动控制系统，如果进入稳态后存稳态误差，则称这控制系统稳态误差或简称差系统（System with Steady-state Error）。消除稳态山拆中误差，控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间积分，随着时间增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间增加加大，它推动控制器输出增大使稳态误差进步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，以使系统进入稳态后无稳态误差。
微分（D）控制
微分控制中，控制器输出与输入误差信号微分（即误差变化率）成正比关系。 自动控制系统克服误差调节过程中能会出现振荡甚至失稳。其原因由于存较大惯性组件（环节）或滞后(delay)组件，具抑制误差作用，其变化总落后于误差变化。解决办法使抑制误差作用变化“超前”，即误差接近零时，抑制误差作用就应该零。这就说，控制器中仅引入“比例”项往往够，比例项作用仅放大误差幅值，目前需要增加“微分项”，它能预测误差变化趋势，这样，具比例+微分控制器，就能够提前使抑制误差控制作用等于零，甚至负值，从避免被控量严重超调。所以对较大惯性或滞后被控对象，比例+微分(PD)控制器能改善系统调节过程中动态特性。
5、PID控制器参数整定
PID控制器参数整定控制系统设计核心内容。它根据被控过程特性确定PID控制器比例系数、积分时间和微分时间大小。PID控制器参数整定方法很多，概括起来两大类：理论计算整定法。它主要依据系统数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到计算数据未必以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。二工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接控制系统试验中进行，且方法简单、易于掌握，工程实际中被广泛采用。PID控制器参数工程整定方法，主要临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各其特点，其共同点都通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪种方法所得到控制器参数，都需要实际运行中进行最后调整与完善。现般采用临界比例法。利用该方法进行PID控制器参数整定步骤如下：(1)首先预选择足够短采样周期让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入阶跃响应出现临界振荡，记下这时比例放大系数和临界振荡周期；(3)定控制度下通过公式计算得到PID控制器参数。
PID参数设定：靠经验及工艺熟悉，参考测量值跟踪与设定值曲线，从调整P\I\D大小。
PID控制器参数工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下参照：
温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s
压力P: P=30~70%,T=24~180s,
液位L: P=20~80%,T=60~300s,
流量L: P=40~100%,T=6~60s。
书上常用口诀：
参数整定找最佳，从小到大顺序查
先比例后积分，最后再把微分加
曲线振荡很频繁，比例度盘要放大
曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳
曲线偏离回复慢，积分时间往下降
曲线波动周期长，积分时间再加长
曲线振荡频率快，先把微分降下来
动差大来波动慢。微分时间应加长
理想曲线两波，前高后低4比1
看二调多分析，调节质量会低
这里介绍种经验法。这种方法实质上种试凑法，它生产实践中总结出来行之效方法，并现场中得到广泛应用。
这种方法基本程序先根据运行经验，确定组调节器参数，并将系统投入闭环运行，然后人加入阶跃扰动（如改变调节器给定值），观察被调量或调节器输出阶跃响应曲线。若认控制质量满意，则根据各整定参数对控制过程影响改变调节器参数。这样反复试验，直到满意止。
经验法简单靠，但需要定现场运行经验，整定时易带主观片面性。当采用PID调节器时，多整定参数，反复试凑次数增多，易得到最佳整定参数。
下面以PID调节器例，具体说明经验法整定步骤：
⑴让调节器参数积分系数S0=0，实际微分系数k=0，控制系统投入闭环运行，由小到大改变比例系数S1，让扰动信号作阶跃变化，观察控制过程，直到获得满意控制过程止。
⑵取比例系数S1当前值乘以0.83，由小到大增加积分系数S0，同样让扰动信号作阶跃变化，直至求得满意控制过程。
(3)积分系数S0保持变，改变比例系数S1，观察控制过程无改善，如改善则继续调整，直到满意止。否则，将原比例系数S1增大些，再调整积分系数S0，力求改善控制过程。如此反复试凑，直到找到满意比例系数S1和积分系数S0止。
⑷引入适当实际微分系数k和实际微分时间TD，此时适当增大比例系数S1和积分系数S0。和前述步骤相同，微分时间整定也需反复调整，直到控制过程满意止。
注意：仿真系统所采用PID调节器与传统工业 PID调节器所同，各参数之间相互隔离，互影响，因用其观察调节规律十分方便。
PID参数根据控制对象惯量来确定。大惯量如：大烘房温度控制，般P10以上,I=3-10,D=1左右。小惯量如：小电机带
水泵进行压力闭环控制，般只用PI控制。P=1-10,I=0.1-1,D=0,这些要现场调试时进行修正。
我提供种增量式PID供大家参考
△U(k)=Ae(k)-Be(k-1)+Ce(k-2)
A=Kp(1+T/Ti+Td/T)
B=Kp(1+2Td/T)
C=KpTd/T
T采样周期 Td微分时间 Ti积分时间
用上面算法以构造自己PID算法。
U（K）=U（K-1）+△U（K）[/b]
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