(一)PID基本概述：
1.PID是一种闭环控制算法。所以要实现PID算法，硬件上要有闭环控制，也就是要有反馈。例如，要控制电机的转速，必须有一个传感器来测量转速，并将结果反馈给控制路径。下面也将以转速控制为例。
2.PID是一种比例(P)、积分(I)和微分(D)控制算法。但不一定要同时有这三种算法，可以用PD，PI，甚至只用P算法来控制。以前我对闭环控制最简单的想法只有P控制，反馈当前结果，从目标中减去。如果是正数，它会减速，如果是负数，它会加速。现在我知道，这只是最简单的闭环控制算法。
3.比例(P)、积分(I)和微分(D)控制算法有自己的功能：
比例，反映系统的基本(当前)偏差e(t)，系数大，可以加快调整速度，减少误差。但过大的比例会降低系统的稳定性，甚至造成系统的不稳定；
积分，反映系统的累积偏差，使系统消除稳态误差，提高误差容限。因为有误差，所以进行积分调整，直到没有误差为止；
微分，反映了系统偏差信号的变化率e(t)-e(t-1)，具有可预见性，能预见偏差变化的趋势，具有超前的控制效果。在偏差还没有形成之前，就已经通过微分调节消除了，所以可以提高系统的动态性能。但微分会放大噪声干扰，加强微分不利于系统抗干扰。
而积分和微分可以不能单独工作，所以它们必须配合比例控制。
4.控制器P、I、D项的选择：根据实际目标系统调试最佳P、I、D参数。
(2)常见控制规律的特点：
1、比例控制律P:使用P控制律可以快速克服扰动的影响。它对输出值的作用很快，但它能不能很好地稳定在理想值。不好的结果是，虽然能有效克服扰动的影响，但有盈余。适用于控制通道滞后小、负载变化小、控制要求低、被控参数允许在一定范围内有余量的场合。如：水泵房冷、热水池水位控制；油泵房中间油箱的油位控制等。
2、比例积分控制律(PI):比例积分控制律是工程中应用最广泛的控制律。积分可以在比例的基础上消除残差，适用于控制通道滞后小，负载变化小，被控参数不允许有残差的场合。如：流量控制系统；油泵房供油管路流量控制系统；温度控制系统等。
3、比例微分控制规律(PD):微分起主导作用。对于容量滞后的控制信道，在适当设置微分项的情况下，微分参与控制的引入对改善系统的动态性能指标有显著作用。因此，当控制通道的时间常数或容量滞后时，为了提高系统的稳定性，减小动态偏差，可以选择比例微分控制律。例如加热温度控制和成分控制。需要注意的是，对于那些纯滞后较大的区域，微分项是无能为力的，而对于测量信号中有噪声或周期性振动的系统，则不宜采用微分控制。比如大窑玻璃液位的控制。
4、例积分微分控制律(PID): PID控制律是一种理想的控制律。它可以在比例的基础上引入积分来消除残差，然后加入微分作用来提高系统的稳定性。适用于控制信道时间常数大或容量滞后，控制要求高的场合。例如温度控制、成分控制等。鉴于D定律的作用，我们还必须理解时滞的概念，时滞包括容量滞后和纯滞后。其中，容量滞后通常包括测量滞后和传输滞后。测量滞后是由于热电偶、热电阻、压力等响应慢造成的一种滞后。当检测元素需要建立平衡时。传输滞后是由传感器、发射器、致动器和其他设备引起的一种控制滞后。纯滞后是相对于测量滞后而言的。在工业上，绝大部分的纯滞后都是由物料传递引起的，比如大窑里的玻璃液位。从给料机运行到核料位计检测需要很长时间。总之，控制律的选择应基于过程特性和工艺要求。绝不是说PID控制规律在任何情况下都有很好的控制性能，在所有场合都采用是不明智的。如果这样做，只会给其他工作增加复杂性，给参数整定带来困难。当PID控制器可以如果不能满足工艺要求，应考虑其他控制方案。如串级控制、前馈控制、大滞后控制等。
5.公式：
pid值的计算：
6.问题。KP、Ti和TD参数的设定是PID控制算法的关键问题。一般来说，编程时只能设置它们的近似值，在系统运行时通过反复调试才能确定最佳值。因此，调试阶段的程序必须能够随时修改和记忆这三个参数。
7.参数的自调整。在某些应用中，如通用仪表行业，系统的工作对象是不确定的，不同的对象不得不采用不同的参数值。由于无法为用户设置参数，所以引入了参数自整定的概念。本质是在第一次使用时，通过N次测量，为一个新的工作对象找到一组参数，并记忆下来，作为以后工作的基础。
8.pid算法流程图：
(PID参数调整公式：
要找到最佳的参数设置，按从小到大的顺序查：先比例后积分，最后微分加曲线频繁振荡。比例带板需要放大弯道，绕大湾浮动，比例带板到小弯弯道，慢慢返回。积分时间对下降曲线的波动周期长，积分时间拉长曲线振荡频率快。首先，当动态差异较大时，微分降低且波动较慢。微分时间要拉长理想曲线的两波，前高后低，这样调节品质就不会低。
为了加快反应，增加P，减少I。
为了减缓反应，减少P，增加I。
如果比例过大，会造成系统震荡。
如果积分太大，系统会很慢。
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