PID（Proportional-Integral-Derivative）控制是一种常见的控制方法，用于从传感器中读取的数据中计算并实现对特定系统或过程的控制。PID控制器可以调节输出和所需的目标值之间的差异，并根据实际输出对前几个输入结果进行调整。
在PID控制中，控制器的输出由比例、积分和微分三个部分组成。其中比例部分是测量偏差的直接反馈；积分部分根据偏差的持续时间来提供反馈信号；微分部分根据偏差的变化率提供反馈信号。这三个部分的权重将由PID控制器的特定设置确定。
比例部分是最简单的部分，它直接反映了输出和预期值之间的差异。例如，将在车辆加速时该部分作为控制器的输出，输入与当前的速度差异。如果速度过低，则比例部分将使发动机提高助力输出。
积分部分作为比例部分的补充，计算了偏差的相对大小及其持续的时间。如果比例部分无法完全调节系统，则控制器将开始使用积分来提供更长时间的反馈。如果要维持恒定的加速度，则汽车需要持续提供燃料，因此需要积分部分对控制器进行调整。
微分部分可以根据偏差的变化率来进行控制，进一步调整系统以达到所需的输出。例如，在汽车刹车时，速度可能会过快的下降，这时控制器需要使用微分来逆转方向并平稳的进行刹车。
PID控制器广泛用于各种自动化过程的控制中，如温度、流量、水平、压力等。它们也可以用于机器人的运动控制和焊接。传感器读取的数据可以用于调整PID控制的参数，以达到所需的目标值。最初由Nicholas Minorsky于1922年针对船舶自动控制而开发，现在已成为现代自动控制的基础之一。
关注微信