单片机PID控制算法和PWM的关系

        在我们做小项目的时候，PID和PWM总会扯上关系，如果理论知识不足便会含糊不清，不明白这些术语之间的关系。例如在PID电机调速模型中我们想要的控制量明明是转速，可为什么可以改变的只能是PWM值，PWM值和转速，PWM和PID又有什么关系呢?

什么是PID

                                                               1-1  PID控制框图

        如图，这是一个典型的单环PID控制框图，所谓PID是一种通过反馈让控制量去逼近实际值的校正装置(算法),例如我们让电机输出20r/min，我们可能给一个合理的输入值也就是r(t),但输入后电机真能达到20r/min吗?不一定!可能是硬件,程序的不合理也可能是因为电磁干扰,一次手指在马达轴上的触动,便会产生误差。误差error为输出减去输入,简写为时域上的e(t)。

        PID控制器,是目前工业界常用的矫正装置,通过把比例,微分,积分的各种组合以及相互作用可以消除误差,让输入无限趋近于输出,理论部分我就不再赘述了。我们重点在于如何解析这个结构图,理清PID，PWM，转速之间的关系。

单环PID控制结构图的解析

        所谓的单环就是由输出反馈到输入的一个闭环,他像一个圆环一样将自己包裹起来形成一个典型的闭环结构。

        如图1-1的控制框图中有多个时域上可传递的变量分别是"输入r(t)","误差e(t)","经过PID控制器后输出的控制量u(t)","输出量c(t)",注意一点u(t)才是真正输入到执行机构