何為PID？為何需要PID？PID能達(dá)到什么作用？

PID是英文Proportional-Integral-Derivative的縮寫，即比例-積分-微分控制器。它是一種常用的反饋控制手段，常用于工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，通過(guò)不斷測(cè)量被控對(duì)象輸出的實(shí)際值與期望值之間的差別，并對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，最終使被控對(duì)象能夠穩(wěn)定地達(dá)到期望值。

PID控制器由比例控制、積分控制和微分控制三部分組成，每個(gè)部分都有不同的功能和作用。比例控制根據(jù)實(shí)際值與期望值之間的誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)誤差的大小來(lái)確定控制信號(hào)。積分控制根據(jù)誤差與時(shí)間的乘積進(jìn)行調(diào)節(jié)，用于補(bǔ)償比例控制無(wú)法完全消除的穩(wěn)態(tài)誤差。微分控制根據(jù)誤差的變化率進(jìn)行調(diào)節(jié)，用于響應(yīng)速度較快的系統(tǒng)，避免超調(diào)和震蕩。

PID控制器之所以被廣泛應(yīng)用，有以下幾個(gè)原因：

1. 適用性廣泛：PID控制器可以應(yīng)用于各種類型的系統(tǒng)，無(wú)論是簡(jiǎn)單的溫度控制還是復(fù)雜的機(jī)械控制，都可以使用PID控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2. 簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)：PID控制算法簡(jiǎn)單，只需要根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況進(jìn)行參數(shù)的調(diào)優(yōu)即可。同時(shí)，PID控制器的實(shí)現(xiàn)也相對(duì)容易，只需基本的數(shù)學(xué)和編程知識(shí)。

3. 魯棒性強(qiáng)：PID控制器對(duì)系統(tǒng)的變化和干擾具有較強(qiáng)的魯棒性，能夠穩(wěn)定地控制被控對(duì)象。即使受到外界干擾或系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化，PID控制器也能及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，保持控制的準(zhǔn)確性。

4. 可調(diào)性好：PID控制器的三個(gè)參數(shù)（比例系數(shù)、積分時(shí)間、微分時(shí)間）可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以獲取最佳的控制效果。通過(guò)合理選擇參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的快速響應(yīng)、準(zhǔn)確控制、穩(wěn)定性等要求。

總之，PID控制器是一種非常重要的控制手段，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。它通過(guò)根據(jù)實(shí)際值與期望值之間的誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠使被控對(duì)象穩(wěn)定地達(dá)到期望值，并具有適用性廣泛、簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)、魯棒性強(qiáng)、可調(diào)性好等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)具體的需求和系統(tǒng)特點(diǎn)，可以對(duì)PID控制器的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)最佳的控制效果。