全方面解读PID涵义 pid是什么意思( 二 ) _稳态误差

人用水壶将半杯有刻度的水以PID控制方式倒入水杯中，然后停止；
设定值：水杯半杯刻度；
实际值：水杯的实际水量；
输出值：水壶倒出的水量和杯子舀出的水量；
测量：人眼（相当于传感器）
执行对象：人
执行：倒水
反执行：舀水
(1）P 比例控制
即人们看到水杯中的水量还没有达到水杯的半杯标记，就按照一定的水量或水量从壶中倒出王水杯的水。水杯的水位超过刻度，再用一定量的水舀出水杯中的水。这个动作可能会导致不到半杯或多于半杯停止。
阐明：
P比例控制是最简单的控制方法之一。其控制器的输出与输入误差信号成正比。当只有比例控制时，系统输出存在稳态误差（-state error）。
(2）PI积分控制
就是按照一定的水量往水杯里倒水。如果你发现杯子里的水量没有刻度，继续倒。后来发现水量超过半杯，就从杯子里舀水到外面，不够再反复倒水，太多就舀水。, 直到水量达到标记。
阐明：
在积分 I 控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比。对于自动控制系统，如果进入稳态后出现稳态误差，则该控制系统称为具有稳态误差的系统或简称为具有-状态误差的系统。为了消除稳态误差，必须在控制器中引入“积分项” 。积分项对误差随时间积分，随着时间的增加，积分项增加。这样，即使误差很小，积分项也会随着时间的推移而增加，从而推动控制器的输出增加，以进一步减小稳态误差，直到等于零。所以，
(3）PID微分控制
也就是人们的眼睛看杯子里的水量和刻度之间的距离。当间隙较大时，用水壶中的大量水倒水。慢慢接近秤，直到它停在杯中的标记处。如果能准确地停在刻度的位置，说明没有静态控制；如果它停在秤附近，则表示有静态控制。
阐明：
在微分控制D中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比。
在工程实践中，应用最广泛的调节器控制规律是比例、积分和微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年的历史。它以其结构简单、稳定性好、运行可靠、调整方便等优点成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或者不能得到精确的数学模型，以及控制理论的其他技术难以使用时，系统控制器的结构和参数必须根据经验和实际情况确定。现场调试。PID控制技术是最方便的。也就是说，当我们不完全了解一个系统和被控对象时，或者无法通过有效的测量方法获得系统参数， PID控制技术最为合适。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器是根据系统的误差，利用比例、积分和微分计算控制量进行控制。

文章插图
?PID参数
(1）比例 (P) 控制
比例控制是最简单的控制方法之一。其控制器的输出与输入误差信号成正比。当只有比例控制时，系统输出存在稳态误差（-state error）。
(2）积分(I)控制
在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比。对于自动控制系统，如果进入稳态后出现稳态误差，则该控制系统称为具有稳态误差的系统或简称为具有-状态误差的系统。为了消除稳态误差，必须在控制器中引入“积分项” 。积分项对误差随时间积分，随着时间的增加，积分项增加。这样，即使误差很小，积分项也会随着时间的推移而增加，从而推动控制器的输出增加，以进一步减小稳态误差，直到等于零。所以，