目錄
一、PID控制的含義
二、Matlab/Simulink仿真
一、PID控制的含義
P——Propotional，比例控制；
I——Integral，積分控制；
D——Deravative。
可以直覺的将P了解為現在的誤差，I了解為過去的誤差（累積），D了解為未來的誤差（預測）。下面用一個形象的例子來說明。
我們在洗澡的時候向浴缸裡放水，我們希望把水溫調節到一個合适的溫度。此時的PID控制器就相當于我們在調節水溫時擰動水龍頭，不斷地調節水龍頭出水的冷熱程度。
①比例控制：KpE。Kp稱為比例增益，E是參考水溫與輸出水溫間的誤差。比例環節就相當于把手放到浴缸裡，感受目前溫度和預期溫度的差，進而控制水龍頭向左還是向右擰。
②積分控制：Ki∫Edt。Ki稱為積分增益。積分環節相當于用手感受水溫從放水以來的總體變化程度，根據過去累積的溫度差控制龍頭。
③微分控制：
。微分環節相當于感受水溫誤差的變化趨勢，預測将來可能會怎樣變化。
從上述的描述中，我們可以發現比例控制關注的是現在的誤差，即present；積分控制關注于過去誤差的累積，即past；微分控制關注于誤差未來的變化趨勢，即future。
二、Matlab/Simulink仿真
搭建的模型架構如圖所示，從上至下有三個類似的單元，唯一的差別是第一個單元隻采用了比例控制，第二個單元采用了比例和積分控制，第三個單元三種控制全用了。具體的增益系數如下。
根據模型注意到，我們設定了兩個觀測點，一個觀測誤內插補點的大小，一個觀測PID控制後誤差的大小。
上圖是第一個觀測點三個單元的曲線比較，發現僅用比例控制并不能使誤差降低到0，誤差在1左右，而後兩個單元可以使誤差降低到0，但PI控制需要的時間明顯大于比例控制。
輸入點的曲線圖如圖所示，PID控制在起始處由一個巨大的下降，微分控制對噪音是十分敏感的，實際控制中不一定非要采用PID控制，有時PI控制即足夠了。