PID（一）PID的感性认识（没有公式，小白入门）

逃离我推掉我的手 2023-05-21 10:21 16阅读 0赞

## PID（一）PID的感性认识（没有公式，小白入门） ##

从第一次糊里糊涂的听大佬说PID到现在有一年左右的时间了，中间也不断关注着相关的技术博客、知乎啊之类的文章，研究过几个pid相关的项目（大约是4个，无人机、模糊PID、小车、电阻抗成像），有一点点思考吧算是。今天上到计算机控制技术，老师又特意强调了一下这个，并且有一种这东西就是万能的意思（至少没有它是万万不能的），于是乎就找了一天的资料，下面就记录以下这一年左右在这方面的心得。

\#\#写的有不妥的地方还请大佬留言指正/抱拳/抱拳。

## O、PID是干嘛的？ ##

这个问题很傻，是的，但是当我今天上课时产生这个疑问的时候，却没能在众多的资料中找到我想要的答案。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzOTA3NTM3_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
这张图基本上就是所有答案的代表，PID就是想画这么一条曲线呗，曲线代表速度、转速、电压、进水气量……然后控制呗，是，没错

那大家有没有想过，从0到目标控制量为啥要那么绕啊，直接这样不就行了吗  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzOTA3NTM3_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
这样多省事，多简单啊

没错，是简单，可它确实就是我们的理想啊，PID研究已经有70年的历史了，所有努力的最高理想就是这样啊，从现有量到目标量的迅速转换，该多少就多少，简洁不拖拉。

## 一、PID的诞生 ##

看到上面的图，大家可能“哦”的一下就恍然大悟了，原来弄这来。但大家会立刻反应过来，这怎么可能的嘛，PWM波还有一点点过渡阶段呢。

欸，说到这个你已经快懂了，过渡阶段只有一点点哦，记得只有一点点哦。

PID就是为解决这一点点而诞生的。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzOTA3NTM3_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
这边可能还有一部分小伙伴不明白为啥不能直着拐一下。

像弹簧，有震荡；  
小球，有惯性；  
电流，它也有容抗、感抗赋予它的超前、滞后特性；  
这些东西都不会直来直去，说停就停的。  
因为这是物理世界的规律，不能突破，像光速最快一样，这是一切科学的前提，只要不是想象，都不能突破。

PID自诞生之日起就围绕着解决让这个震荡的曲线尽可能的接近直来直去的曲线。这个也是PID 唯一的难点。

## 二、PID是啥？ ##

PID=……，打住，为社会和谐，这篇绝不提数学公式一个字母。

## 三、 PID的应用 ##

PID控制器问世至今已有近 70 年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。在飞行姿态控制、无人车、温度、化工过程控制…………等等领域，像春天的花儿一样，真好看，哦，不，是无处不在。

## 四、 PID的难点 ##

PID经过这么多年的发展，往各各领域延申的公式已经相当成熟，相应的代码库也基本都已经相当完善，不管做哪方面的开发应用，都应该能够找到相当多的参考。

唯一的难点就是3个参数的调整，同样一个PID控制器，放在不同的工程师手中，可能就是不锈钢盆和iPhone的区别了，一个可以换另一个，另一个却换不到另一个（好绕）。

>  参数整定找最佳， 从小到大顺序查。  
>  先是比例后积分， 最后再把微分加。  
>  曲线振荡很频繁， 比例度盘要放大。  
>  曲线漂浮绕大弯， 比例度盘往小扳。  
>  曲线偏离回复慢， 积分时间往下降。  
>  曲线波动周期长， 积分时间再加长。  
>  曲线振荡频率快， 先把微分降下来。  
>  动差大来波动慢， 微分时间应加长。  
>  理想曲线两个波， 前高后低四比一。  
>  一看二调多分析， 调节质量不会低。

看着就没 两只黄鹂鸣翠柳 唯美。

## 五、 PID预想 ##

注：本观点完全来自个人，不代表新时代发展浪潮。

PID的优点是已经经过了70多年的发展，已经相当稳定、成熟、简单……

它的缺点也是它已经有70多年的历史了，但今天的PID和之前的PID并没有得到本质的发展，当先调整PID参数依旧是工程师们绕不开的一道坎。

/敲黑板，也许就像模拟电路一样，经过近百年的发展，最后被数字电路降维打击，现在基本已经代替的裤衩都不剩了；  
也许，它就像物理上量子力学的发现一样，一下子就推开了未来世界的大门呢（这点我也不信，为辩证分析，不片面嘛，你懂的->\_->）

\#\#\#接下来几篇会从数学的、工程的角度来科学的分析一下PID。

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