文档介绍：PID算法设计
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何为PID
在过程控制中，按偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）进行控制的PID控制器（亦称PID调节器）是应用最为广泛的一种自动控制器。它具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单等优点；而且在理论上可以证明，对于过程控制的典型对象──“一阶滞后＋纯滞后”与“二阶滞后＋纯滞后”的控制对象，PID控制器是一种最优控制。PID调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法，它的参数整定方式简便，结构改变灵活（PI、PD、…）。
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何为PID
PID是比例、积分、微分的缩写，将偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）通过线性组合构成控制量，用这一控制量对被控对象进行控制，这样的控制器称PID控制器。
PID算法控制原理
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PID调节器的优点
PID调节器之所以经久不衰，主要有以下优点。
1. 技术成熟
2. 易被人们熟悉和掌握
3. 不需要建立数学模型
4. 控制效果好
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PID调节器的类型
1. 比例调节器
2. 比例积分调节器
3. 比例微分调节器
4. 比例积分微分调节器
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1. 比例调节器
比例调节器的微分方程为：
y=KPe(t) （1）
式中：
y为调节器输出；Kp为比例系数； e(t)为调节器输入偏差。
由上式可以看出，调节器的输出与输入偏差成正比。因此，只要偏差出现，就能及时地产生与之成比例的调节作用，具有调节及时的特点。比例调节器的特性曲线，如图1所示。
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图1 阶跃响应特性曲线
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2. 比例积分调节器
所谓积分作用是指调节器的输出与输入偏差的积分成比例的作用。积分方程为：
(2)
式中：TI是积分时间常数，它表示积分速度的大小，TI越大，积分速度越慢，积分作用越弱。积分作用的响应特性曲线，如图2所示。
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图2积分作用响应曲线
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若将比例和积分两种作用结合起来，就构成PI调节器，调节规律为：
(3)
PI调节器的输出特性曲线如图3所示
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