lqr控制与pid控制哪个好

pid 的数学公司中有积分汉为分，但会尽量说的简单详细一点，拥有自己就是对为积分不在行的人，如果这样而不理解原理蛮可惜的。 好，开始吧。既然说 pid 控制器，全民是比例积分为分控制器三个重要的东西，比例积分为分。 还有个重要的东西是 pid 只会用到温度差来计算，那现在看看为机百科上是怎么写 pid 控制器，直接跳到原理的地方，这个就是 pid 的计算公式。这公式包含的比例积分为分， k p 比例争议 k i 积分争议， k d 为分争议。这三个都是常数，以情况调整一误差设定值减目前值， t 目前时间掏积分变 变数。这三个主要影响 vid 数值。重点答案是误差一，这就是刚刚说的温度差。回去看公式，公式用加号分三部分，这三个分别就是比例积分为分， 而这三个都有包含这个误差一，也就是当前的温度差，当算是结果为证的时候继续加热，当为零或负的时候停止加热。接下来就开始了解比例积分为分，分别对应的数学及物理意义。 回击百科的说法是比例考虑当前误差，意思是如果温度太低就全力加热，随着温度上升等比例的减小加热力度。积分考虑过去误差，意思是看之前的温度变化来调整 开关温度的时间点为分，考虑将来误差，意思是预测未来的温度变化来达到启动加热的目的。这边就用国高中学位移的方式来辅助说明。先复习一下， 位移是 a 到 b 的直线距离，速度是位移，除以时间加速度是速度，差除以时间，同时也会叫 vt。 图下的面积就是位移， 而位移对时间为分就是速度。这个高中不一定会考，但都会提一下就是位移，如果是 x 平方，把平方放下来就是速度， 速度对时间为分就是加速度，相反就是积分。 cp 图下的面积就是速度，对时间的积分就是位移。回过来先讨论一件事， 为什么 pid 都是用温度差？回想一下以前跟热有关的公式， h 等于 ms 第二塔 t， 有没有发现那个 delt t 就是温度差，而算出来 h 就是热能。 知道这些后再看 pid 的比例批比例是考虑当前误差，就是和人判断一样，没到设定温度就加热，到设定温度就停止加热，所以比例公式只是单纯的温度差 换积分积分是考虑过去误差，这就是刚提到热量公式，需加热的设备没事不会坏，所以质量 m 汉比乐 s 不会变。假设从常温三十度加热到一百度，所需要的热量是固定， 所以温度就好比速度，热量好比位移。温度与时间的关系，积分后就是热量， 就是温度，时间关系图下的面积就是热量，这样有没有了解积分用途？这就是算出这个质量，这个比热从舒适温度到设定温度需要多少热量， 但是余温会提供多余的热量，导致温度过高，这个时候一样用温度差去计算会得到负值， 也就是今天这个加热器提供了余温，所产生的面积会被当负值去扣掉原本所需要的热量的面积，这样就达到提前停止的目的。 所以数学公式就是温度差一乘上取向时间掏，而每次都是计算从零到踢的加种，就是每次都是取当前面积大小。最后一个为分，为分是考虑将来误差为分的计算方式。目 前温度差减去上次取样的温度差除以时间，而这个时间就是依据取样的时间差，可以是一秒，也可以是零点一秒，也可以是零点零零一秒。那这怎么对将来误差做判断呢？ 当外周插出来的时候，插会得到什么？没错，斜率，当斜率越大，表示这次曲样与上次有很大变化，例如突然从三十度变七十度，表示火力过猛。 当鞋率过小，表示这边是稳定加热或稳定的降温。当鞋率曲径零，表示温度稳定， 因为每次都是取歪轴的，本次温度差与上一次温度差 x 轴的曲让时间也够小，小到不需要担心曲线的问题，这就是为分。以上就是 pid 的 数学物理一一这个简易 pid 计算仪式表，这个表值方便理解，无法直接拿去运用来看这个表怎么设计。先给每次取量时间 t 等于零点一，预计到达温度是一百度， 初始温度是三十度，后面是 pid， 各个的值，系数都先给一，最后一个是加总 p 的数值就是系数呈上温度差。埃子，第一个是系数呈上温度差，呈上时间差，但第二个开始就是温度差呈上时间差，加上上一个加走后呈上系数 低值，是目前温度差减去上一个温度差，除以取央时间。最后当然是 pid 加重。而这边假设 每次间隔温度都会有一度的变化，当加总为证，下一个温度就会加上一度，加总为负或等于零，都是减一度。这样来看看最后几乎为何最后可以看到温度有震荡，但之后就平稳，这时候聪明的你有没有发现，这个模组是没有考虑余温的， 没余温温度怎么还会有震荡呢？这是因为这个设计的过程就是用热量去辅助计算的表示间，如果是一个温度变化，每次都在一度变化的加热器下，这是一个理想的加热曲线。 所以就算把余温加进去，最后也只是把多余热量的部分重新调整，这也是刚刚说的这个模型只是方便理解而已。因为温度是依据感测器侦测到的，不是用计算出来的。 pid 加总也只是帮你去判断什么时候加热，什么时候停止加热。

比如说我们的加热管发热元件升温比较快的时候，我需要四十度，我设定在四十度，那么他升到四十度的时候，这个输出才停止。 即使这个温控已停止了输出，但是他的实际温度还会继续上升一段时间。比如从五十度再慢慢降，降到四十度的时候， 温控仪开始输出加热，但是加热有一个过程，温度不可能马上就上升起来，那么温度还会一直降， 降到三十五度，三十度甚至更低都有可能。那么我们设定温度在四十度，实际温度就在三十度和五十度之间，这个温差就比较大。这个时候我们温控你就需要用 pid 控制，对温 度的要求不是很高，或者我设备本身就需要在这个温度区间工作的话，那么就可以用卫视控制。如果我们的设备要求温度控制要比较准确，我四十度的话，我尽可能让他的偏差比较小， 比如三十九度到四十一度之间，或者甚至就是在四十度，需要他稳定在四十度， 那么就需要用 pid 控制。总的来说，这个温度在加热的过程中和我们开车是一样的。比如我们这辆小车从左边需要开到这个位置停止，如果这个车的速度比较快， 你都开到这个位置了才开始停止的话，开始踩刹车，那么车辆有一个惯性，他就会往前面冲，冲过了怎么办？然后又倒过来。 如果倒过来的速度也比较快，到了这个位置才开始踩刹车，那么车辆必然还会继续往回一段时间。因此 pid 控制就是什么意思呢？我从这个位置开始往目标行驶， 当快要到达这个位置的时候，我就点刹车，点一下，松一下，让车的速度慢下来，当达到我们这个目标位置的时候，就刚刚好停止，这样温度控制就比较准确。我示范给大家看一下，长按四列键三秒以上 p 把参数调整为这个默认的是三十， 然后按 ct 键确认，再长按 ct 键返回，这个时候温 控仪就是二位 p i d 控制。我把热电藕和加热管都接上，大家看一下这个升温效果。 这个加热管的功率比较大，我把温度设置为一百五十度，一百五十度也是我们常用的温度， 然后我们打开电源加热管开始加热， alt 指示灯亮，加热管开始加热， 这个加热管功率比较大，好比我们的汽车车速比较快，如果升到一百五十度才开始停止的话，那么这个温度必然会过冲，冲到一百七八十度都有可能。但是我们现在用的是 p a d 控制，它就不一样了，它 会提前就是间歇性的输出，好比我们提前踩刹车好。现在已经一百度的时候，这个输出就是间歇性的输出了，你看停止输出了，这个温度还在继续上升，这个就是温度的一个惯性，还在继续上升， 这边并没有输出，这样温度上升就比较慢了，你看差不多到一百五十度，一百四十八度， 一百四十九度，一百四十九度，稳住了，那么温度必然他会慢慢的下降，温控也会根据这个上升和下降的时间来调整这个输出时间的长短， 但是这个 p i d 控制也不能用于不能频繁启动的设备，比如说冷却风机、冷却水泵，你不可能让它硬， 一两秒钟动一下，一两秒钟动一下。如果 pid 的参数设置比较合适的话，那么温度是可以控制在一百五十度的，如果不能够控制在一百五十度，那么我们可以启动 at 自诊定功能。还有这个灯，这个灯闪烁的频率 是什么意思呢？给大家看一下这个说明书，说明书这边有一个 tt， 就是工作周期，就是时间比例从一秒到一百秒， 这个 t 的时间设置的越短，那么温度控制就越准确。但是如果是用交流接触器的话，不是固态继电器，那么这个时间就不能设置的太短，我们看一下 t 在什么意思，长按三秒钟。 t 在哪里啊？ p i d a r t 这个就是 t， 现在固态继电器输出我设置的是两秒，如果是交流接触器的话，时间要设置长一点。好，这个就是 p i d 控制的意思。

今天我们来学习一下 p 控制里的比例控制。比例控制是最简单的 p 控制器动作，但很少单独用于工业生产过程。 比例控制的问题是所谓的偏疑。在本视频中，我们将解释偏疑，并向您展示他是如何以及核实发生的。 工业生产中我们可以见到很多典型的控制器，我们可以调整设定值，并在自动和手动之间来回切换。 在手动控制中，我们可以将控制器输出调整到我们想要的确切量。我们的流动回路有一个泵来移动我们的戒指流体。我们可以打开或关闭泵，这对于观察静态和动态条件下的 p 响应 非常有帮助。我们先来看看我们的流量控制回路。 p 流量由气动执行， gscv 两百控制 控制 gifac 两百产生一个电信号，通过电流到压力户外批转换器 fy 两百，操作器，动执行器， 插押变速器 lt 两百向控制器发送代表流量的电信号。 现在让我们看一下运行中的介质循环的动画。 现在我们开始研究调整比例动作量对我们的介质循环的影响。控制器输出范围为四到二十毫安，代表 零到百分之一百的乏味开度。当过程稳定时，控制器输出将处于四到二十毫安之间的某个质。过程变量也由来自流量变送器的四到二十毫安信号表示， 该信号代表过程变量的零到百分之一百。好的，现在我们知道了这个流程循环是如何运作的。让我们继续讨论比例控制。那么什么是比例作用？ 控制器的工作室确保过程变量与设定值相同，控制器始终查看设定值和过程变量之间的差异。 这种差异通常被称为误差。比例作用是将这个误差放大，这种比 体力放大没有单位，通常被称为增益。这个放大的结果被添加到电流控制器的输出中。好的，现在我们有了一个简单的数学公式，新的控制器输出等于先前的控制器输出加上增益乘以误差。 让我们看一个比例作用的例子，以及该数学公式是如何应用的。我们先填下泵， 把控制器切回手动控制，将输出设置为百分之五十，我们将增议设置为一。现在我们将控制器设置为自动。当泵关闭时，过程变量将为零。 观察到我们改变时会发生什么，设定值从百分之零变为百分之十。设定值变 化百分之十会导致控制器输出发生百分之十的变化。为什么控制器输出从百分之五十变为百分之六十？ 之前我们说过比例作用根据简单的数学公式导致控制器输出发生变化。 新的控制器输出等于旧的控制器输出加上增益乘以误差。我们的设定值从零变为百分之十，就会产生百分之十的误差。增益设置为一， 因为增益为一，所以比例动作只会将百分之十添加到控制器输出。因为刚开始我们设置控制器输出为百分之五十，因此添加比例响应会将其移至百分之六十。让我们再试一次，但这一次 我们将增益增加到两。这次控制器输出从百分之五十变为百分之七十及百分之二十的变化为什么？由于现在将增益设置为两，因此比例作用将增加百分之二十到控制器输出。 请记住，对于我们的两个实验，泵都已关闭。在泵关闭的情况下，我们不可能改变过程变量。因此，我们的比例动作作用于静态条件。一旦泵启动，我们就处于动态环境中，变量会随着时间而变化。 让我们打开泵病，观察比例动作。动态响应我们从设定值百分之七十五的过程变量开始。当我们将设 设定值更改为百分之六十五式，控制器会启动比例动作，并尝试将过程电量更改为百分之六十五。但是过程电量制达到百分之六十九并保持在那里。 比例控制器可以完成预计器的工作。至少在发生干扰过程变量或设定值变化之前， 一开始过程变量等于设定值，误差为零。过程变量是稳定的， 过程干扰将导致过程变量发生变化，控制器将起作用。不幸的是，过程将恢复到稳定状态，但过程变量不会处于设定值 点之间的差异，称为偏移，并出现在比例控制器中。这个偏移就需要通过添加积分动作将过程电量带回设定值，从而消除偏移。

大家好，这堂课是温度控制传感器应用系列课程，我们来讲一讲在温度控制系统中最常用也是非常重要的一个生产 pid 算法的应用。 在各种各样的生产事件过程中， pid 的控制是一个非常重要的，他直接设计到产品质量的好坏，生产成本的高低等等， 现在也叫做 pid 模糊算法，这是呢现场应用中非常复杂的一个控制系统，下面我们来看看 pid 的含义。 p 是比例的意思， i 是积分的意思， d 是微分的意思，这是这三个英文单词的首字母缩写。那么 p 呢是比例调节作用，它指的是按比例来反应系统的偏差， 一旦系统呢出现了偏差，比方说我这上面是定的是两立方米每小时的流量，那么你现在呢，实际的流量呢？是一立方米， 你这样就离我那个目标就差的一个地方，你这叫出现的偏差，这时候比例调节器要立即调节啊，比方是控制这些比例调节阀进行 开度增大啊，让他流过的液体过多，或者是变频器增加频率，这都可以，然后呢 这个作用以减少这个偏差，比例作用大，可以加快调节，减少误差，就是我们这个比例啊，一般来说这个值 p 的值呢，可以取零到一百，我取十的时候呢，就叫比例， 这个数值小，如果八十，九十一百的话，显然这就是大。那么大的时候会有什么呢？就可以加快这个调节，让他迅速的达到你的目标设定值。启动起来设备以后，然后是变频器马上呢就达到你的设定值。但是呢，由于他比例过大的时候， 假如我们这里取的是 p 等于九十，那么系统的稳定性就会下降。为什么下降呢？因为他比例大的时候呢，他就很容易的超过你的设定的两例，你没想 这叫超条，然后他系统发现这个比例过大了，超过了以后他马上就要往下降。那么还是一样啊，他速度快的话，他就很容易就有低于很多你的目标值，这样的话，他也需要震荡个几次 才会达到你的目标控制目标两类方面，每每小时。所以说他就说是系统的稳定性啊下降，甚至造成的系统的不稳定啊，有的时候可能这个曲线就一直震荡下去了，那么这是一种失败的调节方式。 那么这个 i 啊，他指的是积分调节作用，他背后的算法呢，也很复杂，关于 pid 的更深的理论知识呢，大家可以上网上自行百度一下。那么我们这里只是介绍他的初步他的概， 他是使系统消除稳态误差，提高无差度，因为有误差积分调解就进行，直至无差积分调解就停止。 积分呢，他输出一个长纸积分的作用强弱呢？取决于积分时间长寿， ti 积分长数，时间越小，他积分作用就越强啊，反之呢， t i 大，这积分的作用就越弱，也就是这个积分呢，我们在有些控制器里呢，他的取值也是从零到一百 加入积分呢，可以调节积分调节可以使系统的稳定性下降。动态响应变慢动态响应变慢是什么意思呢？有的时候现场的干扰因素很多啊， 比方说一个干扰进来以后，原来本来是这个两立方米每小时的，突然一下子就扰动，一下子变成了个一点五立方每小时，你比方说这个电源的稳，那个扰动使得变频器频率一下就降下来了，那么这时候他势必呢要 找到这个误差，快速的补偿上去，那么加入积分的时候，就可以使得动态响应就慢了，他反应可能是慢一些啊，半天没反应过来。他的作用呢，经常与另外两种调节器相结合，我们叫 pi 调节或者是 pid 调节器， 那么微分调节作用，微分的作用反应系统偏差信号的变化率，它呢具有一种预见性， 能遇见偏差变坏的趋势，因此能产生超前的控制作用。 这句话怎么理解呢？比方说我这里不是流量控制了，是温度控制，温度控制在生产当中惯性特别大，也是非常难掌握的一种控制， 我们加的一个体让他达到，比方说这是二百度的，这不是两粒分明二百度的这个目标值。 那么你呢，在加热体上升温度的时候呢？如果达到二百度的时候再停止加热，那时候就已经晚了，因为他的惯性可能会冲到二百四十度，二百六十度都有可能。那么这微分的 调节作用呢？他是写什么呢？他就是当达到了一百五六十度的时候，他就有一种预见性说我要调整一下，要什么呢？要降低现在的控制，不能把 功率的运行了啊？要通电的话呢，我是不是把那个电流和电压降低一些，让他加热慢一些，然后呢一点一点靠近我们这个目标值， 所以说呢，它能产生超前的控制作用，在偏差没有形成之前，就已经被微风调节作用消除了，因此呢，它可以改善系统的动态性能， 在微分时间选择合适的情况下，可以减少超调，减少调节时间，就是不至于 超级目标值。很多微分的作用对造成干扰有放大作用，因此啊，加强的 加微分调解对系统抗干扰的就不利。此外呢，微风反应啊的是变化率没有，而当输入没有变化的时候呢，微分的作用输出差距就等于零了。 微分作用呢，不能单独使用，记住啊，他不能单独使用，就说你把现场中的这个一秒钟 p 等于零， i 等于零，然后呢，这个 d 你却等于三十，这是不可以的啊，他必须呢 配合另外两种的调节在一起才可以使用。好，那么下面我们再看一看一个小视频，来讲讲 pid， 他到底能解决什么问题？聊 pid 啊，这个 pid 实际上是接着第三十三期节目，用自动控制原理遛狗，那么在内期节目呢，我们讲到了整个反馈闭环自动控制系统的一个框架，那么在这个框架当中有一个支点 就是控制器，而这个控制器呢，他需要一些算法和计算机的支撑，那么这个算法其中就有 pid 哎，这样的一种控制算法， 那么这个控制算法到底怎么回事啊？你听这个名字就很奇怪，叫 p 就是比例啊， i 叫积分， d 呢就是叫微分，所以叫比例微分积分控制器，那么这个名字听起来非常抽象啊，一点都不实际，所以我们今天想办法把它还原到我们生活当中啊， 还是老办法。那么我们首先想象一个场景啊，比如说我们要烧水，就拿那个煤气灶啊，煤气炉子烧水，当然有一个壶，这个手提的那种水壶，我们湖北人，叫什么调子，对吧？吹子啊，他，他各种名字，反正就是一个壶。那么我们要烧水呢，现在有一个目标，就是 把这个水温控制在八十摄氏度，当然你可以允许你到八十五度啊，再再往高就不行了， 你最低呢，不要低于七十五度，这个水就是从水龙头接出来的水呢，大概是常温就二十度的样子。好，现在就有个问题啊，你看我们 pid 到底要解决什么问题？我们要烧水，那么打开火对吧？ 好，现在如果我们用人去拧那个阀啊，就是那个煤气灶的那个火的大小的开关呢，我们在那个壶里边，我们给他搁一个温度计啊，就是看，可以看 看那个水的温度现在是多少，比如说现在一看啊，二十度，那怎么办？加大火呀，把那个法拧到最大嘛，对吧？我们希望他烧水肯定要快一点哦。啊，当然我们控制呢，有非常多的 目标，比如说希望我们是最省能量的，就最省这个燃料的啊，省燃料就省钱嘛，这是最经济的方法。但是省燃料的同时呢，可能你的烧水的速度就不够快啊，但是我也可能是希望我这个阀拧的次数最少， 为什么呢？因为有些工作场景，有些工厂这种工作场景很恶劣，你要去换那个罚呀，需要花很多人力物力，那罚可能也很贵，所以呢，我们希望那个罚调整的次数很少，减少磨损，当然可能会有其他的一些这种损失啊，所以整个控制算法呢，他是 实际上是一种叫打折啊，妥协的产物，就是你要了这个，你就不能要那个。哎，他是互相矛盾的，当然我们在这啊，我们希望他烧水烧的最快， 所以我们希望一上来火最大，对吧？那么水温肯定你看见温度计就二十、三十、四十、五十、六十，那么到了七十之后，你就纠结了，火关多小呢啊？关到百分之六十还是百分之八十还是百分之五十？ 就你想，如果我现在不关火，那水可能马上就过了八十度啊，停不下来。因为壶烧水，它是一个，我们之前讲过啊，叫用惯性环节煮粥，对吧？这个壶它就是一个惯性环节，它有一定的惯性， 你要是不及时把火调小，调到一个合适的火的大小，那么他水可能就冲过了八十五度，那控制就失败了啊。在 我们烧水当然无所谓了，你超过八十五度开了就没事，我关掉他们。但是有一些工厂，这个温度你就不要太高，太高开锅了啊，那就非常危险啊，这是很严重的事故。所以呢，我们希望他到八十五度就停，但是呢， 如果火调的太小，比如说我只调到百分之二十，那你从七十度到八十度可能上身那就很慢，那如果我调个百分之， 呃，八十，那可能又过了。所以到底调多大的火，在什么时候调？这是我们人需要用经验，要给我烧十次水，烧一百次水 得出的经验，然后让人在那拧，对吧？拧这个法，哎，这个 pid 到底是干啥用的？就是代替人的大脑，我只要设针对这一套系统啊，这个壶就这个壶稍 这么多水，对应的这个煤气灶和这种型号的煤气啊，这煤气坛子里面的液化石油气啊，就这一套定了之后，我调出一套参数了，这计算器就按这套参数去计算，就可以算出 在什么时候用多大的火去烧这个水，可以让水最终稳定在八十度上下七十五到八十五度，并且不要超过我们最大的限制八十五度。当然至于这个 pid 控制器到底是怎么去计算，我们呢？下面再以水位控制来理解下 pid 得控制的含义，这是一个呢水龙头，我们呢水龙头往下流，水人呢是来控制一个目标水位，比方这个目标水位呢，十一米的深度，那么十 水位呢，他由于在使用的时候呢，不一定什么时候是多高，那么我如何控制它呢？就是经过呃水龙头拧紧或者是放开 他的开度大小来控制水流的大小，那用这边这个图呢表示就是我目标，所谓比方说总是设定为是一米高，那么实际水位呢，有的时候假如我的水龙头拧大的话，进水多的话，他可能超过一一点一米，有的时候呢用户用的多， 那么呢我这个水又降下来了，不到了一米，比方是九十厘米，这时候呢我们就需要这个人控制这个水零头开关大小，就叫做 pid 控制，不考虑到积分和微分的话，那首先比方说我定义的是一米， 现在目前的是五十厘米，那么这个偏差就是五十厘米，我如果用比例的话，这两个都为零的话，也可以调节啊，如果比例大的话，比方说比例等于九十，就等于我拧开这个水龙头的速度要快一些啊，他迅速的水龙头 就拧开以后，大量的水进来以后，就达到了我这个实际水位控制的目的，目标水位是一米，但由于我拧的过大啊，他发现超了 啊，他的比例放的过大，超了以后呢，会超过去很多，比方说一米一，一米二，那么对于水啊，这个工艺我们无所谓，就让他这样行了，这时候我可以用比例，但有的生产的工艺呢，比方说这不是一个控制水的问题了啊，他有严格 要求，要求控制那个 pid 曲线呢？必须啊，不能超调啊，甚至反应速度还要求快，那么这个算法就要更复杂了，我们就引入速率微分啊，再引入积分，然后呢，最后再决定这个水龙头开度什么时候大，什么时候小， 就是这个含义。由于 pid 控制啊，它属于一种典型的闭环自动控制技术，它都是基于一种反馈的概念，你减少不确定性。那么反馈的理论呢，要素包括三个部分，测量，就是我们用的传感器来测量， 如果你控制的是水位的话，我们就用液位传感器，如果你控制的是管道内的液体流量的话，那么就要用流量传感器，比如说涡轮传感器啊，电磁流量机 等等。当然也可以用调节阀来控制管道的开度大小，也可以在实际工程中啊，应用最广泛的调节呢，就是我们说的比例积分微分， pid 控制， 那么目前的工业自动化的水平呢，已经成为各行各业现代化水平的一个重要标志。同时呢，控制理论的发展也经历了古典控制理论，现在控制理论和智能控制理论三个阶段。 智能控制典型就是我们现在说的模糊全自动控制， 这个模糊呢，实际上他是背后一套完整的算法，一套编程的，比方说全自动洗衣机啊，他的自动控制部分呢，可分为开缓控制和闭环控制。 一个控制系统呢，应该包含什么呢？控制器，传感器，变速器，执行机构等等。我们还要知道这个 pit 啊，它可以实现的控制有很多，比方说有速度控制，现在很多自动驾驶或者小车控制方面 都会引用 pid 控制。现场的压力 pid 控制啊，有些化工生产的一些压力罐，他会有严格的要求温度的 pid 控制，流量，液位等等。能实现 pid 控制器呢，有可变成空气 plc， 另外呢，还有计算机上位机的 pc 段。再一个呢，就是现在呃大量使用的直接是成品的叫 pid 控制器，或者是呢叫做智能 控制器， pid 调解器等等啊，那么我们下面来看一个视频，了解一下什么是 pid 控制器，他如何工作的。

什么是 pid 控制？我这样说小学生都懂。上课，我上期说的那种情况是属于闭环控制，很多明白的朋友已经在下面质疑了闭环控制未带入 pid 控制算法而产生的不良影响， 那如何才能维持曲线与目标曲线贴合，达到一个稳定的控制效果呢？这里就引入了 pid 控制算法的概念， psproposon ice integration d 是 different a 审，实际上它就是一个公式，由比例向 propo 审，积分向 integrate 审，微分向 defranta 审三个部分组成。具体形式就是下面的公式， pid 控制算法公式，其中 eos 就是当前目标的误差值 pi。 第一公式就是对这个误差值分别进行比例、积分、微分处理后叠加输出。因为比例计算、积分计算、微分计算在数学公式上的计算定义不同，所以对应的像输出特性和输入特性也有不同。起从三个方面解释，一、比例系数。 二、积分系数。三、微分系数。下期给你们解释一下这三个系数的关系，下课。

温控仪的 p i d 控制方式，比如说我们下面设定温度为八十度，当它上面的测量温度到了七十度左右的时候，就开始断续输出， alt 就会一会亮一会不亮，慢慢慢慢的靠近我们的设定温度，确保温度不会过充。 我们仪表装到设备上，如果控温不是很准确，我们常常会用到仪表的自诊定功能，但是有时候我们自诊定好了，他还是控温不是很准，上下浮动还是很大，那么我们就要注意以下几个方面。 第一，我们就是说要从设备的环境温度开始，就是说常温初始温度，比如说现在上面的测量温度，常温是七度，我们下面的设定温 温度要比我们正常的工作温度稍微低一点。如果我们的工作温度是九十五度，或者说是一百度，我们下面设定温度可以设定为八十多度， 为什么要比我们的工作温度稍微低一点？因为他在诊定的时候，他的温度会有一个过冲现象， 还有一个回落的现象，所以说下面的设定温度要比我们的工作温度稍微低一点。 再有一个方面就是说我们比如说我们现在开始准定，按上面的箭头四秒一二三 四 at 灯开始闪烁，我们一定要等他自己不闪，我们才能把它关了。如果我们中途把它这个取消的话，它里面整定的参数 就还恢复到之前的参数，就没有整定好了啊，我们中途这个一定不要取消，我们在旁边观察一下，当他上面的测量温度到下面设定温度两到三个来回，他就整定好了。

在 p a、 d 的控制系统当中，并不是每次我们都要把 p 控制、 i 控制、 d 控制都要用上，其实在大多数的情况下呢，我们可能只用其中的一个或两个，那么它到底应该怎么用呢？今天我们就要来好好的聊一聊。 首先我问大家一个问题，在 p a d 的控制系统当中，哪一个是最基础的控制呢？就是比例控制，积分控制，微分控制。哪一个是最基础的控制呢？没错，就是 p 控制，比例控制，他是 最基础的控制。在我们的 p a、 d 控制当中，我们可以没有 i 控制，可以没有 d 控制，但是一定得有 p 控制，哪怕是只有一个 p 控制，我们依然可以管它叫做 p a、 d 控制，它主要适用于内容 控制，精度不高，可以有余差的控制场所。第二种控制，我们来看 p a 控制，就是在比例控制的基础上，又加了一个积分控制，用来消除控制系统当中的余差。 我们常见的呢，有压力的控制、流量的控制、 液位的控制啊，都可以使用 p a 控制。我可以说这个 p a 控制是 p a d 控制当中应用最多的一种控制方式，但是它不适用于那种滞后性比较大的控制系统，比如说温度的控制。 第三种控制方式就是 p i d 控制，三个控制作用都有的，相对于我们刚才所说的 p i 控制，它就是 多了一个地微分的控制，因为微分控制具有这种一定的预测性，他对于消除之后性有一定的克服作用。 在控制系统当中，我们常见的呢就是对温度的控制，他的滞后性比较大，一般我们都要加上一个 d， 就是 pad， 三个作用全要有。 但是我觉得对于那种很大型的一个储罐，比如说地液排液比较慢，智慧性大的时候，我们也可以加这个低控制。如果你记不清的，你就只有温度的时候，你一定要加上这个低控制，其他的都可以按 pa 控制处理。 最后我再与大家分享一个我以前盖的一个 d t、 s 当中的 pad 的参数射心表，这个是以前 d t s 当 当中的一个 p a d 的参数整应表，这是敲制之前的参数还都没写上。所以左边这一列呢，你看它全是 p、 a、 d 三个控制作用，全有的全是温度控制。 而对于右边这三排呢，它有压力的控制，流量的控制，液位的控制，对吧？它只有 p 和 a 的参数设定，而没有这个微分的控制设定。 所以说在一个工厂内部呢，大多数都是只用了 p、 a 这两个控制作用，而没有加这个微分控制。好了，我们今天的内容就到这里，如果你喜欢的话就加个关注点点赞，有什么问题或建议请在评论区留言。

p i d 算法是一种常见的控制算法，也是工业自动化控制中最广泛应用的一种控制算法。 p i d 算法的全称是比例积分微分控制算法 proportional integral derivity control algorithm。 p i d 算法基于反馈控制思想， 能够通过不断调整控制器输出信号，将被控制对象的输出变量控制在期望值附近，常用于温度、压力、流量等控制场景中。 pid 算法有三部分组成，比例积分和微分。 比例调节器根据偏差值与比例系数的成绩来产生输出信号。积分调节器根据偏差的累积值来产生输出信号，微分调节器根据偏差变化率来产生输出信号。将这三部分相加，得到最终的输出信号。通过合理选择， 则 p 的参数比例系数 k p 积分时间 t i 未分时间 t d p i d 算法能够对不同的被控对象达到最佳的控制效果。因此， p i d 算法是一种成熟、稳定、灵活和广泛应用的控制算法。

好，今天咱们讲一下 pid 控制原理， pid 控制思想在自动控制系统中是应用最广方的 啊，也可以这么说，如果你不了解 pid 的话啊，那么你啊，也可以说是不懂得自动控制啊，基本上 pid 控制就基本上等同于自动控制啊，接下来咱们讲一下他 pid 控制的一个思想，嗯 啊，首先他的一个公式就是这啊， y 等于 啊，这个 p 就是比例啊，这是比例。 也有书用的是比例代，比例代就是他的一个导数啊， i 就是积分啊，这个 t 就是积分时间 啊，这个时间是他的啊，呃， 积分作用的一个倒数，积分时间越长，他的积分作用越弱啊，积分时间越小，他的积分作用越强啊。 k 皮是他的一个微风，是对偏差的一个啊，倒数啊， 这是微风， 所以说 pid 就是比例积分啊，微风控制器 啊，咱们以这个当回路控制系统为例，咱们对这个 pid 进行讲解啊，啊，咱们之前讲讲，讲过用那个变频器啊，不当功的啊，不当那个功能，控制这个泵出口压力，维持一个恒定值啊， 啊，比如这是一台泵， 这是一个压力，嗯 啊，如果用 pid 的话，你这必须用压力变速器啊， 压力变速器，比如 pt 啊，做一个反馈信号。嗯啊，当回路控制系统啊，必须有一个，他的一个基本的一个模型，就是这，这是给定制， 然后这是反馈纸 啊，这就是反馈，就是压力变速器一个反馈啊，工业生长中咱们常用变速器 啊，这就形成一个偏差，偏差可以用干啊，咱们这个单他表示啊，然后进入控制器，这就是控制器， 这个就可以控制器就是 pid 啊啊，这就类似于一个大脑啊， 实现一个自动控制啊，对偏差，然后他这个控制器输出，控制那个执行机构 啊，比如说咱们这个他的执行机构就可以控制他的一个变频器啊，变频器的一个频率， 执行机构，然后输出啊，执行机构， 还有一个 直线机构过来有个对象啊，你说控制对象 啊，这就是当回路控制系统的一个最基本的一个模型。给定制 啊，变速器啊，这是被控对象的一个，比如说这个压力值啊，反馈回来做一个偏差，比如说你给定制设的是啊桑兆帕，反馈回来是 反馈回来的，只要偏低，比如说二点八兆帕啊，他这就会形成做一个偏差，有了证啊，零点二兆帕的一个压力啊， 然后 pid 就会检测到对这个偏差做一些运算，然后控制这个变频器，加大他这个频率，加大他的频率，然后他的音压力涨上来啊， 然后他这个慢慢的，慢慢的这个值就会靠近这个啊，三指，比如说变成二点九，二点二点九几，嗯 啊，如果用积分的话，就可以做到一个无差调节，如果你这个比例系数还有这个积分时间，微分时间设置好的情况下，他就可以做到一个稳定的一个丧兆化啊，能做到一个无差的调节啊，他的曲线就是这样， 你说给定制，这是给定制， 这是实际纸，实际纸在这波动啊 啊，这就是 pid 那个控制思想啊啊，后续的课程 咱们会对这个比例啊，积分时间、微分时间展开进行讲解，另外啊，对他的这个如何进行整定这些参数啊 啊，今天咱们就讲到这里，喜欢的话点赞加关注，感谢你的观看。

pid 控制是什么意思？ pid 控制是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件，有比例单元 p、 积分单元二和微分单元 d 组成。 pid 是下面几个英文单词第一个字母缩写， 比例 proportion 积分 integration v 分 d for hhhnpid 控制的基础是比例控制， p 积分控制爱 可消除稳态误差，但可能增加超条卫分控制低可加快大惯性系统响应速度以及减弱超调趋势。 pid 是工业生产中最常用的一种控制方式，是基于反馈的概念。反馈理论的要素包括三个部分， 测量、比较和执行。测量关心的变量和期望值相比较，用这个误差纠正调节控制系统的响应，不需精确 系统模型等坚决条件，因而成为应用很广泛的控制。实现 pid 控制必须有两种输入信号，一种是给定信号或者叫目标值，比如使用空调调整房间温度，我们是希望调到二十六度还是二十八度。 另一种是通过实时检测得到的反馈信号，比如空调通过传感器得到的当前温度。 p i d 控制的功能就是把反馈信号与规定的目标值进行比较，判断是否达到预定的目标值， 如果没有，就要根据偏差值通过 pid 运算公式对模拟量进行调整，直到反馈值与目标值相等。 pid 控制的特点是电动机一直在运转，通过转速的变化使外界模拟量达到平衡。比如变频空调，根据房间的实测温度，温度高 了，压缩机加速，提高制冷量低了，压缩机就减速，直到房间温升与压缩机制冷量平衡，压缩机就保持这个转速继续运行，不像以前的开关量空调要么全速运行，要么完全停止。 pid 控制是通过这个 pid 公式来进行计算的，我们不用关心这个公式是怎么来的，但要知道可以通过它的三个变量，也就是三个参数，比例 p、 积分 i、 v 分 d。 这三个参数也是在变频器内要设置的参数， 所以必须要了解这三个参数的功能。作用比例屁是公式计算的基础，必须选择很多地方，也叫增益。我们回头看一下之前说过的模拟量控制线经常说到的比例和增益，我个人是把它理解为这条线的斜率，斜率越大，这个角度越 大。当模拟量同样是从零幅变化到五幅时，斜率大的直线输出的频率更大，也就是说输出频率的响速度更快，幅度也更大。同样的意思，在 pid 控制中的比例 p 也就是这个作用。这是一张 pid 控制波形图， 黄色波形是较理想的波形，在经过几个条幅波后，输出很快趋于平稳。粉红色是屁继续调大后的波形。可以看出，屁条大后，波形幅度增大了许多，震荡次数也增多了， 说明屁应该往回调，效果会更好。比例批越大，作用越强，响应越快。但是控制系统稳定性越差，批越小，作用弱，响应慢，产生的偏差也越大。比例批示基础参数必须选择，调整时先调屁，调整到差不多时才考虑增加肌 分和微分参数。积分埃是调整 pid 控制进入无竞叉快慢的参数，无竞差就是反馈值与目标值的偏差为零，就像图中接近水平时的波形，积分哀越大，调整波形更趋平缓，但到达无竞差点时间长， 积分哀越小，能更快触及无竞差这个位置，但稳定性更差。表现在波形上，就是震荡次数增多，积分哀等于零，表示不参与调节。微分参数地的作用是抑制偏差变化的快慢，当变化快时，它就减弱变化速度， 当变化慢了，又加快变化速度，起着类似超前调整的作用。微分埃一般可不参与调整，只有在调整屁和 i 都一直不到位时， 再考虑加入微分埃参数尝试一下。以上介绍的就是 pid 控制的参数功能，下集继续介绍 pid 控制的系统组成和参数设置，没有表达清楚的地方，欢迎评论区留言讨论。

你知道什么是 pad 控制吗？ pad 控制英语面非常广，在工厂里百分之九十五以上的控制算法都是 pad 控制算法。在我们生活当中，所有需要控温的设备都有 pad 的控制算法。 pad 控制算法是一种原理简单，应用面非常广，稳定性非常强的一种控制算法。因此我们非常有必要来了解一下这种控制算法。 今天我想用一种非常通俗的方式告诉大家什么是撇地。在讲解的过程中，我不适用任何公式，尽力不适用一些专业名词。 下面呢，我讲解一个撇滴的应用实力。这有点类似于我们小时候做的数学题，就是在一个水池子里有一个滴水管，有一个出水管，问多长时间能把水池的这水排完， 是多长时间能把水池子里的水住满。但 pad 控制不是将水池子里的水住满或排完，而是将水池子里的水位控制在一个固定的位置。好多人可能不理解这个液位控制有多重要， 在一个化工厂里有很多反应器，他们之间都是有联通的，基本上每个容器都有进液口和出液口，如果液位控制不好，就有可能造成其中的容器 液体垫底或者液体外溢，这就有可能造成事故，也实现不了连续稳定的生产。再比如 pad 对温度的控制， 一个反应器内将温度控制在一个固定的值。我们初中的化学知识告诉我们，如果两个反应物要想反应发生反应，就必须在固定的温度上或者固定的温度范围内 才能够反应，才能够形成比较多的反应物。因此温度控制非常重要。在实际应用中， pad 控制器必须有采集数据的东西，就是电送器，必须有 进行计算比较的东西，就是 plt 或控制器必须有能够执行算法的东西。 执行机构如调解法，我们在讲恒压供水的时候，执行器就是变频器。嗯，我们可以这样理解，这套控制系统的眼睛就是变速器，大脑就是控制器，手脚就是执行机构。下面我们具体的再讲什么是 pad 控制算法， p 是指的是比例控制， a 指的是积分控制的，指的是微分控制。 pad 控制算法实际上就是比例 积分为分的一个控制。在实际应用中呢，并不是 pid 每次都要全用上，有时候我们只用比例控制，有时候只用比例 积分控制，有时候则又是比例积分，微分控制都用上。 p 控制又叫比例控制，他是利用输入输出之间的差值来进行控制的。 p 控制是 pad 控制的基础，但是 p 控制有余差，那么什么是余差呢？就是比如说 我们想控制业位到四米的高度，但是实际当中呢批控制他只能控制到三点八米，那么这零点二米的距离呢？就叫做余差。爱控制又叫积分控制，爱控制是用来消除余差的控制，如果对余差要求不高 的话说，我们可以不用爱控制，只用比例控制就足够了。既控制又叫微分控制，它是依据偏差变化的速度来进行控制的，它具有 预测性，因此常见于滞后量比较大的被控对象当中，比如温度。好了，我们今天的内容就讲到这里，如果你喜欢的话，就加个关注点点赞，有什么问题或建议请在评论区留言。