目录

一、PID控制的含义

二、Matlab/Simulink仿真 

P——Propotional，比例控制；

I——Integral，积分控制；

D——Deravative。

可以直观的将P理解为现在的误差，I理解为过去的误差（累积），D理解为未来的误差（预测）。下面用一个形象的例子来说明。

 我们在洗澡的时候向浴缸里放水，我们希望把水温调节到一个合适的温度。此时的PID控制器就相当于我们在调节水温时拧动水龙头，不断地调节水龙头出水的冷热程度。

①比例控制：KpE。Kp称为比例增益，E是参考水温与输出水温间的误差。比例环节就相当于把手放到浴缸里，感受当前温度和预期温度的差，从而控制水龙头向左还是向右拧。

②积分控制：Ki∫Edt。Ki称为积分增益。积分环节相当于用手感受水温从放水以来的总体变化程度，根据过去累积的温度差控制龙头。

③微分控制：。微分环节相当于感受水温误差的变化趋势，预测将来可能会怎样变化。

从上述的描述中，我们可以发现比例控制关注的是现在的误差，即present；积分控制关注于过去误差的累积，即past；微分控制关注于误差未来的变化趋势，即future。

搭建的模型框架如图所示，从上至下有三个类似的单元，唯一的区别是第一个单元只采用了比例控制，第二个单元采用了比例和积分控制，第三个单元三种控制全用了。具体的增益系数如下。

 根据模型注意到，我们设置了两个观测点，一个观测误差值的大小，一个观测PID控制后误差的大小。

 上图是第一个观测点三个单元的曲线比较，发现仅用比例控制并不能使误差降低到0，误差在1左右，而后两个单元可以使误差降低到0，但PI控制需要的时间明显大于比例控制。

输入点的曲线图如图所示，PID控制在起始处由一个巨大的下降，微分控制对噪音是十分敏感的，实际控制中不一定非要采用PID控制，有时PI控制即足够了。