文档介绍：PID控制综述
摘要：简要回顾了 PID控制器的发展历程,综述了 PID控制的基础理论。对PID控制今后的发展进行了展望。重点介绍了比例、积分、微分基本控制规律，及其优、缺点。
关键词：PID控制器PID控制控制回顾展望
1PID控制的发展历程回顾
按偏差的比例(Proportion)＞积分(Integral)、微分(Derivative)控制，简称PID控制。
PID控制是过程控制中广泛应用的一种控制。PID控制器早在30年代末期就已出现。
PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一切。经过50多年来的不断更新换代，PID控制得到了长足的发展。特别是近年来，随着计算机技术的飞速发展，发生了由模拟PID控制到数字PID控制的重大转变。与此同时还涌现出了许多新型PID控制算法和控制方式。例如，非线性PID控制、自适应控制、最优控制、预测控制、鲁棒控制和智能控制等等也。
2PID控制原理
PID控制在工业控制中应用广泛，是一种发展非常早的控制策略。它算法简单，鲁棒性好，可靠性高。当PID控制用计算机实现后，数字PID更显示出其参数调整灵活，算法变化多样，简单方便等优点。
PID控制的原理M是根据给定值R(t)与实际输出值C(0之间的偏差E(t)来进行控制
的。
PID控制系统原理仲框图:
图2 PID控制结构框图其控制规律为：
其中火)为控制量，e(/)为偏差，分别为比例常数、微分常数，积分常数。在利用计算机实现时，常用其离散形式：
u(yE(k) + K 工 E(k) + KdEC(k)
：
即成比例地反映控制系统的偏差信号e(/),系统偏差一旦产生，调节器立即产生与其成比例的控制作甩以减小偏差。比例控制反映快，但对某些系统，可能存在稳态误差。加大比例系数K”，系统的稳态误差减小，但稳定性可能变差。
：
积分的控制作用主要用于消除稳态误差，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数£越大，积分速度越慢，积分作用越弱，反之则越强。积分环节可能使系统的频带变窄。积分控制通常与其它控制规律结合，组成PI控制器或PID控制器。
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微分的作用是能反映偏差信号的变化速率，具有预见性，能预见偏差信号的变化趋势, 并能在偏差信号的值变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的响应速度，减少超调，减小调节时间。由于微分反映的是变化率，所以当输入没有变化时, 微分环节的输出为零。微分控制通常与其它控制规律结合，组成PD或PID控制器［1,2］。
,PID调节器各环节的作用如下所述:。
原理图的下半部分是一个模糊PID控制器。模糊PID控制器FC：7」(fuzzy controller) PID控制器是一种复合控制器。其优点是不需要掌握受控对象的数学模型，而根据人工控制经验组织控制决策表，然后由该表决定控制量的大小。将模糊控制和PID控制两者结合起来，扬长避短,既具有模糊控制的灵活性，又具有PID控制精度高的特点。原理图的上半部分是这套系统的自适应部分。它山性能评价，总对象增量模型和PID参数自学****二部分组成。