PID是一個很經典的控制算法，工業控制普遍都是PID，為什么呢？我想可能是它比較簡單也很成熟，而且穩定（越簡單的東西越穩定）。
我第一次接觸PID是做一個溫度控制，這個項目用于大型農牧業，大概就是通過Zigbee組網和個種傳感器采集溫度，濕度，有害氣體濃度（CO2，CH4等），還應用了GPS，RFID等，子節點采用MSP430+CC2530。當年的我只能看師兄在玩zigbee，RFID。本帖以溫度控制為例講述我所認知的PID，后面會講講串級PID如何控制電機。
計劃內容如下：位置式PID,增量式PID，串級PID,自整定PID,模糊自適應PID...........PID全家桶（還有專家PID,BP神經網絡PID，還有一些改進型的PID算法，我沒怎么用過，也不太會
）
有很多地方我也忘得差不多了，也有沒弄清楚的地方，給自己做一份筆記，長期緩慢更新！
再說PID之前我的介紹個東西，那就是位式控制算法（有二位式和三位式）個人感覺采用二位式算法的人多一些，特別是對于當年的我，是小白中的小白菜得很，什么都用最簡單的。
二位式算法只有兩種狀態非黑即白、非胖即瘦、非開即關、非0即1（說了一堆廢話），由于只有開和關兩種狀態，所以要么全功率加熱要么不加熱。由這個特點使得溫度值會在目標值上下波動不能穩定，如圖1，而且還有一個值得注意的特點就是加熱的速度（溫升/斜率）基本一樣。所以二位式控制算法的效果并不理想，但是在某些要求不高場合也能用。（本帖所有例子都是圍繞溫度控制，我感覺比較好理解）
圖1
如果是你手動調節溫度達到目標溫度你應該關注哪些信息才能使溫度平穩在目標值附近呢？
如果是我我會這樣操作：
1）盡快使溫度達到目標值附近（偏低一點）。
2）稍微斷開電源一小會大致判斷一下溫度的慣性。
3）間歇性接通電源保持溫度繼續逼近目標值。（這就是PWM了）
4）達到目標值后繼續觀察溫度曲線若溫度曲線斜率為0或者已經有下降趨勢，這時，通過前面的經驗判斷所需接通時間，使溫度在目標值附近小范圍波動。
在以上操作過程中就包括了PID的基本思想（如果沒看懂或有不恰當的地方歡迎指正交流）下面進入正題.
PID中P為比例系數，I積分系數，D微分系數。
PPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPaPaPaPPPP先說比例控制算法
比例比例比例顧名思義是個比例.....哈哈.....
舉個栗子：正比例函數y=kx的K即為比例系數（斜率），x的變化率相同時，k大的函數對應的y變化率大（我想我說明白了）。這個比例控制算法就是高配版的二位式算法，那么他高配在哪呢？我認為有兩點，第一溫度曲線斜率可變（表現出來的結果就是到達目標值的時間縮短了換句話說就是響應速度變快了），第二就是采用pwm控制，使得發出的功率被細分了。
現在呢我從開機就開始接收溫度傳感器返回的溫度值（離散的點）。
設當前溫度溫度為X，則從開機到當前時間的溫度序列為：
那么設目標值溫度和當前溫度的差值為溫差為E,目標值為SV，有
目標值—當前的溫度值=當前時刻溫差
當這個溫差大于0時表示此時溫度未達標
溫差小魚0時 已經超標
溫差等于0時 正正好好
那么下面就用公式表示一下吧：
（k表示當前時刻）
假設目標溫度80℃，當前溫度21℃，那么OUT=80-21=59℃，假設Kp=2 ，∴OUT=118
然后轉換成相應的占空比，比例算法就出來了，非常簡單吧。
但是有個問題，不知各位發現沒發現，當目標值=當前溫度值時，會怎么樣呢？
顯然E=0，所以OUT=0，∴輸出占空比一定為0，此時相當于沒有控制信號輸出，失控了。所以我們要加一個常數b使得有一個微弱信號輸出（信號強度需要調試得出結果）公式如下
這時會有小伙伴說萬一
呢？這不又等于0了嗎。歡迎大家討論留言哈
。
重點在于你控制的對象，若沒有慣性或者說很小則一定要+b，慣性很大的 不加常數b也無所謂。（如果沒想明白等我敘述完積分I你一定明白）。到此比例控制算法基本寫完了如果有錯誤或者不足或理解有偏差的地方請批評指正，一起交流進步。
提前放上張圖以備不時之需
PID整定
比例（P）控制 比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關系。當僅有比例控制時系統輸出存在穩態誤差（Steady-state error）。
積分（I）控制
在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關系。對一個自動控制系統，如果在進入穩態后存在穩態誤差，則稱這個控制系統是有穩態誤差的或簡稱有差系統（System with Steady-state Error）。為了消除穩態誤差，在控制器中必須引入“積分項”。積分項對誤差取決于時間的積分，隨著時間的增加，積分項會增大。這樣，即便誤差很小，積分項也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩態誤差進一步減小，直到等于零。因此，比例+積分(PI)控制器，可以使系統在進入穩態后無穩態誤差。
微分（D）控制
在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關系。自動控制系統在克服誤差的調節過程中可能會 出現振蕩甚至失穩。其原因是由于存在有較大慣性組件（環節）或有滯后(delay)組件，具有抑制誤差的作用，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”，即在誤差接近零時，抑制誤差的作用就應該是零。這就是說，在控制器中僅引入“比例”項往往是不夠的，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”，它能預測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負值，從而避免了被控量的嚴重超調。所以對有較大慣性或滯后的被控對象，比例+微分(PD)控制器能改善系統在調節過程中的動態特性。
PID控制器的參數整定是控制系統設計的核心內容。它是根據被控過程的特性確定PID控制器的比例系數、積分時間和微分時間的大小。PID控制器參數整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計算整定法。它主要是依據系統的數學模型，經過理論計算確定控制器參數。這種方法所得到的計算數據未必可以直接用，還必須通過工程實際進行調整和修改。二是工程整定方法，它主要依賴工程經驗，直接在控制系統的試驗中進行，且方法簡單、易于掌握，在工程實際中被廣泛采用。PID控制器參數的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應曲線法和衰減法。三種方法各有其特點，其共同點都是通過試驗，然后按照工程經驗公式對控制器參數進行整定。但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數，都需要在實際運行中進行最后調整與完善。現在一般采用的是臨界比例法。利用該方法進行PID控制器參數的整定步驟如下：(1)首先預選擇一個足夠短的采樣周期讓系統工作﹔(2)僅加入比例控制環節，直到系統對輸入的階躍響應出現臨界振蕩，記下這時的比例放大系數和臨界振蕩周期﹔(3)在一定的控制度下通過公式計算得到PID控制器的參數。
PID參數的設定：是靠經驗及工藝的熟悉，參考測量值跟蹤與設定值曲線，從而調整P\I\D的大小。（ 有些東西表述不清楚只能靠自己理解）
PID控制器參數的工程整定,各種調節系統中P.I.D參數經驗數據以下可參照：
溫度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s
壓力P: P=30~70%,T=24~180s,
液位L: P=20~80%,T=60~300s,
流量L: P=40~100%,T=6~60s。
書上的常用口訣：
參數整定找最佳，從小到大順序查
先是比例后積分，最后再把微分加
曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大
曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳
曲線偏離回復慢，積分時間往下降
曲線波動周期長，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。微分時間應加長
理想曲線兩個波，前高后低4比1
一看二調多分析，調節質量不會低
2、 整定方法
經驗法是簡單調節系統應用最廣泛的整定方法，是一種試湊法。它通過參數預先設置和反復試湊來實現。參數的預置值要根據對象的特性和儀表的量程決定。儀表量程大的PID參數要適當加強作用。四類被調參數的一般范圍如下：
這里介紹一種經驗法。這種方法實質上是一種試湊法，它是在生產實踐中總結出來的行之有效的方法，并在現場中得到了廣泛的應用。
這種方法的基本程序是先根據運行經驗，確定一組調節器參數，并將系統投入閉環運行，然后人為地加入階躍擾動（如改變調節器的給定值），觀察被調量或調節器輸出的階躍響應曲線。若認為控制質量不滿意，則根據各整定參數對控制過程的影響改變調節器參數。這樣反復試驗，直到滿意為止。
經驗法簡單可靠，但需要有一定現場運行經驗，整定時易帶有主觀片面性。當采用PID調節器時，有多個整定參數，反復試湊的次數增多，不易得到最佳整定參數。
下面以PID調節器為例，具體說明經驗法的整定步驟：
讓調節器參數積分系數S0=0，實際微分系數k=0，控制系統投入閉環運行，由小到大改變比例系數S1，讓擾動信號作階躍變化，觀察控制過程，直到獲得滿意的控制過程為止。
取比例系數S1為當前的值乘以0.83，由小到大增加積分系數S0，同樣讓擾動信號作階躍變化，直至求得滿意的控制過程。
積分系數S0保持不變，改變比例系數S1，觀察控制過程有無改善，如有改善則繼續調整，直到滿意為止。否則，將原比例系數S1增大一些，再調整積分系數S0，力求改善控制過程。如此反復試湊，直到找到滿意的比例系數S1和積分系數S0為止。
引入適當的實際微分系數k和實際微分時間TD，此時可適當增大比例系數S1和積分系數S0。和前述步驟相同，微分時間的整定也需反復調整，直到控制過程滿意為止。
注意：仿真系統所采用的PID調節器與傳統的工業 PID調節器有所不同，各個參數之間相互隔離，互不影響，因而用其觀察調節規律十分方便。
PID參數是根據控制對象的慣量來確定的。大慣量如：大烘房的溫度控制，一般P可在10以上,I=3-10,D=1左右。小慣量如：一個小電機帶
一水泵進行壓力閉環控制，一般只用PI控制。P=1-10,I=0.1-1,D=0,這些要在現場調試時進行修正的。
以上資料還有我傳上來的資料都是我看過借鑒過的 有些資料不知道原作者是誰，但也非常感謝這些人。
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頂一下！