PID控制算法

简单理解PID控制算法：比例增大误差，微分阻尼，积分补偿
调参的一般顺序是：先P（比例），后D（微分），最后I（积分）。也就是先把系统的大
致响应做出来，再消除误差。
以下是具体步骤：
第一步：调比例 (P) —— “确立响应骨架”
操作：将将积分项 I 和微分项 D 设为 0。逐渐增大比例系数 Kp 。
现象观察：
Kp 太小：系统反应迟钝，像个没睡醒的人，慢吞吞地靠近目标，最后停在一个离目标很远的地方（有静差）。
Kp 合适：系统响应迅速，能较快接近目标。
过大：系统开始“抖动”，在目标值附近来回震荡，甚至震荡发散（越来越大）。
目标：找到一个“临界震荡”的状态，或者稍微比震荡小一点的状态。此时系统反应快，但可能停不到准确位置（有静差），也没关系。
第二步：调微分 (D) —— “增加阻尼刹车”
操作： 在第一步确定的 Kp 基础上，开始逐渐增大微分系数 Kd。
物理理解：回顾“微分阻尼”。因为第一步 P 很大导致系统冲劲太大，容易冲过头（超调）。D 的作用就是当系统冲向目标时，给它一个反向的“刹车力”。
现象观察：
增大Kd：你会发现刚才的震荡开始减弱，超调变小，系统能更平稳地停在目标附近。
Kd 过大：系统会变得“僵硬”，反应变慢，或者对噪声非常敏感，出现高频抖动（像是牙医用的洁牙机那种震动）。
第三步：调积分 (I) —— “消除最后误差”
操作： 此时系统虽然能快速稳定，但可能停在离目标还有一点点距离的地方（静差）。开始加入积分系数 Ki。
物理理解：回顾“积分补偿”。只要有一点点误差，积分项就会随时间累积，直到把这个误差彻底抹平。
现象观察：
加入 Ki：系统那个最后的残留误差消失了，输出完美贴合目标值。
Ki 过大：系统会出现低频震荡。因为积分项有“滞后性”，它容易矫枉过正，导致系统在目标上下缓慢晃动。
目标：消除静差的同时，不引入新的震荡。
为了方便记忆，工程界流传着一个经典的口诀：
参数整定找最佳，从小到大逐步查。
先是比例后积分，最后再把微分加。
曲线震荡很频繁，比例刻度要放大。
曲线漂浮绕大弯，比例刻度要减小。
曲线偏离回复慢，积分时间要缩短。
曲线波动周期长，积分时间要加长。
曲线震荡频率快，先把微分降下来。
动差大来波动慢，微分时间应加长。