PID控制器由比例單元P足淆、積分單元I和微分單元D組成钧惧。PID控制的基礎(chǔ)是比例控制晤锥；積分控制可消除穩(wěn)態(tài)誤差掉蔬，但可能增加超調(diào)；微分控制可加快大慣性系統(tǒng)響應(yīng)速度以及減弱超調(diào)趨勢矾瘾。
比例控制
比例控制是一種最簡單的控制方式女轿。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。當(dāng)僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差壕翩。
積分控制
在積分控制中蛉迹，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系。對一個自動控制系統(tǒng)放妈，如果在進入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差北救，則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)荐操。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項”珍策。積分項對誤差取決于時間的積分淀零，隨著時間的增加，積分項會增大膛壹。這樣驾中，即便誤差很小，積分項也會隨著時間的增加而加大模聋，它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進一步減小肩民，直到等于零。因此链方，比例+積分控制器持痰，可以使系統(tǒng)在進入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。
微分控制
在微分控制中祟蚀，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分即誤差的變化率成正比關(guān)系工窍。自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于存在有較大慣性組件環(huán)節(jié)或有滯后組件前酿，具有抑制誤差的作用患雏，其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”罢维，即在誤差接近零時淹仑，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說肺孵，在控制器中僅引入“比例”項往往是不夠的匀借，比例項的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項”平窘，它能預(yù)測誤差變化的趨勢吓肋，這樣，具有比例+微分的控制器瑰艘，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零是鬼，甚至為負值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)磅叛。所以對有較大慣性或滯后的被控對象屑咳，比例+微分控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動態(tài)特性。
參數(shù)整定
PID控制器參數(shù)整定的方法很多弊琴，概括起來有兩大類：一是理論計算整定法。它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型杖爽，經(jīng)過理論計算確定控制器參數(shù)敲董。這種方法所得到的計算數(shù)據(jù)未必可以直接用紫皇，還必須通過工程實際進行調(diào)整和修改。二是工程整定方法腋寨，它主要依賴工程經(jīng)驗聪铺，直接在控制系統(tǒng)的試驗中進行，且方法簡單萄窜、易于掌握铃剔，在工程實際中被廣泛采用。
PID控制器參數(shù)的工程整定方法查刻，主要有臨界比例法键兜、反應(yīng)曲線法和衰減法。三種方法各有其特點穗泵，其共同點都是通過試驗普气，然后按照工程經(jīng)驗公式對控制器參數(shù)進行整定。但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù)佃延，都需要在實際運行中進行最后調(diào)整與完善∠志鳎現(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。
利用該方法進行PID控制器參數(shù)的整定步驟如下：
1）首先預(yù)選擇一個足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作履肃；
2）僅加入比例控制環(huán)節(jié)仔沿，直到系統(tǒng)對輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩，記下這時的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期尺棋；
3）在一定的控制度下通過公式計算得到PID控制器的參數(shù)于未。
PID參數(shù)調(diào)整的口訣：
參數(shù)整定找最佳，從小到大順序查
先是比例后積分陡鹃，最后再把微分加
曲線振蕩很頻繁烘浦，比例度盤要放大
曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳
曲線偏離回復(fù)慢萍鲸，積分時間往下降
曲線波動周期長闷叉，積分時間再加長
曲線振蕩頻率快，先把微分降下來
動差大來波動慢脊阴。微分時間應(yīng)加長
理想曲線兩個波握侧，前高后低4比1
一看二調(diào)多分析，調(diào)節(jié)質(zhì)量不會低
