P、I、D参数分析及倒立摆心得

       将偏差的比例（Proportion）、积分（Integral）和微分（Differential）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。 需要引入PID参数的系统属于闭环控制系统，引入PID可以使系统快速并准确地回到稳定系统。

      通俗地讲PID的调节过程就等效于一个逐渐达到要求的过程，比如利用PWM调节电机转速时检测的速度大了需要将PWM设低，检测的速度偏小了需要设高PID，知道达到预设的目标速度；但是现在给电机加上一个负载时就会影响电机的转速，这时我们又需要重新调节，不同的负载要达到相同的条件就需要不断的调节。上面的过程实质就是一个粗略的PID控制系统的调节过程。

P：当出现偏差时，P参数可以迅速地做出反应，P值越大系统回归稳定的速度越快，控制过程的静态偏差也就越小，但是P过大则会引起系统震荡。

I：可以消除系统偏差，但是会降低系统恢复稳定的速度，增加系统的超调量。I越大积分积累作用就越弱，系统就不会产生震荡，但是系统达到稳定的时间也就越长。

D：根据偏差的变化趋势预选给出适当的纠正，D参数可以阻止偏差变化，偏差变化越快微分控制器的输出就越大，并能在偏差变大之前进行修正，它有助于减小超调量，克服震荡，使系统趋于稳定。对于噪声较大的系统不适合用微分参数。

 

  一、位置式PID

 

 

这种算法的缺点是：由于全量输出，所以每次输出均与过去状态有关，计算时要对 e k 进行累加，工作量大；并且，因为计算机输出的 u k 对应的是执行机构的实际位置，如果计算机出现故障，输出的 u k 将大幅度变化，会引起执行机构的大幅度变化。但是位置式的计算式对应的系数是真正的比例、积分、微分。 一般用一阶差分代替微分，误差累积表示积分过程。

 

二、增