PID是Proportional(比例)、Integral(积分)、Differential(微分)三者的缩写。PID调节是连续控制系统中技术最成熟、应用最广泛的调节方式。PID调节实质是根据输入的偏差值，按照比例、积分、微分的函数关系进行运算，运算结果用以控制输出。

这是书本上对PID的定义，如果没有数学基础，不懂积分、微分，其实很难理解。

无人机悬停、空调温控、定速巡航…

以定速巡航为例子，比如当前速度是0，现在需要用10秒钟的时间把速度提升到100，一个很烂的定速巡航系统可能出现下面的情况：

1、用2秒钟的时间把速度提升到90，剩下的8秒慢慢把速度加到100。这种方法开始推背感很强，后面却很慢，显然分配的不均匀，不合适。

2、车速逐渐增加，但是10秒钟后速度才达到70，并且保持这个速度很难再提升。这样的系统会让我们感觉车辆动力不足，也不合适。

3、用5秒钟的时间把车速提升到130，发现超速了，再刹车把速度降到80，不断的加速、刹车，最终让速度稳定在了100。顿挫感太强，容易晕车，这也不是我们想要的。

PID控制算法很好的解决了上面的三个问题。

参数P（比例系数）可以让车速「均匀」增加，比如前5秒钟把车速提升至60，中间3秒钟把车速提升至90，最后2秒钟从90慢慢增加至100。前段时间提升快点，当接近目标的时候，提升的稍微慢点。即提高系统的响应速度。

参数I（积分系数）用来解决第二个问题，让最终的车速达到100。即消除静态误差。

参数D（微分系数）解决了车速不稳定的问题，让车速「稳步」上升，而不是不断的提速、刹车。即克服震荡。

算法中最难的部分就是对三个参数的调整，最终达到系统响应速度、静态误差、震荡的平衡。

通过代码来进一步理解PID参数的含义。

PID算法中需要记录三个数值：偏差值、上一次的偏差值、所有偏差值的和。

我们用结构体来表示：

下面直接贴上PID算法实现定速巡航的代码，通过调整三个参数来更好的理解PID的含义。其中，SpeedLevel表示速度的等级，可以理解成PWM的占空比，SpeedLevel越大，实际的车速也就越大；目标速度设定为50，初速度为0；通过20次调整，让车辆达到目标速度值。