PID控制（Proportion Integration Differentiation 比例積分微分），又稱比例積分微分控制，是一種閉環(huán)控制。生活中很多設(shè)備都應(yīng)用了PID閉環(huán)控制技術(shù)，比如汽車定速駕駛、無人機(jī)懸浮控制、變頻空調(diào)恒溫技術(shù)，水廠恒壓供水等。

采用PID技術(shù)可以有效改善控制回路滯后和過調(diào)問題，當(dāng)然這些問題無法徹底解決。PID運(yùn)算包括三個(gè)部分，比例運(yùn)算、積分運(yùn)算和微分運(yùn)算。

比例運(yùn)算是將偏差按比例放大，可以提高控制速度，但存在穩(wěn)態(tài)偏差。所謂穩(wěn)態(tài)偏差就是輸入與輸出達(dá)到平衡，但是與目標(biāo)值還有一定距離。比例運(yùn)算p值較小時(shí)，響應(yīng)速度慢，p值較大時(shí)，響應(yīng)速度快但是震蕩嚴(yán)重。簡(jiǎn)單理解就是比例運(yùn)算把設(shè)定值按照一定速度向設(shè)定值推進(jìn)，但是推到快到設(shè)定值值時(shí)就推不動(dòng)了（推力和阻力達(dá)到平衡）。

積分運(yùn)算是對(duì)偏差信號(hào)進(jìn)行積分運(yùn)算，消除比例運(yùn)算引起的穩(wěn)態(tài)偏差，但是積分運(yùn)算具有滯后性，會(huì)使實(shí)際值超出設(shè)定值。簡(jiǎn)單理解就是積分運(yùn)算可以打破比例運(yùn)算中推力和阻力平衡的狀態(tài)，將實(shí)際值繼續(xù)往設(shè)定值方向推進(jìn)，但由于沒有反向作用力，一不小心容易推過界（具有滯后性）。

微分運(yùn)算是對(duì)偏差信號(hào)進(jìn)行微分運(yùn)算，當(dāng)實(shí)際值與設(shè)定值越接近時(shí)，偏差不斷減小，此時(shí)通過微分運(yùn)算可以不斷增加阻力，越接近設(shè)定值阻力越大，從而避免超過設(shè)定值。簡(jiǎn)單理解就是微分運(yùn)算提供了一種反向作用力，具有超前預(yù)測(cè)性。

 

西門子PLC的PID程序示例

  

西門子PLC的PID程序示例