pid控制原理是誰發明的

1. PID控制原理

當今的自動控制技術都是基於反饋的概念。反饋理論的要素包括三個部分： 測量、比較和執行。測量關心的變數，與期望值相比較，用這個誤差糾正調節控制系統的響應。
這個理論和應用自動控制的關鍵是，做出正確的測量和比較後，如何才能更好地糾正系統。

PID（比例-積分-微分）控制器作為最早實用化的控制器已有50多年歷史，現在仍然是應用最廣泛的工業控制器。PID控制器簡單易懂，使用中不需精確的系統模型等先決條件，因而成為應用最為廣泛的控制器。

PID控制器由比例單元（P）、積分單元（I）和微分單元（D）組成。

比例（P）調節作用：是按比例反應系統的偏差，系統一旦出現了偏差，比例調節立即產生調節作用用以減少 偏差。比例作用大，可以加快調節，減少誤差，但是過大的比例，使系統的穩定性下降，甚至造成系統的 不穩定。

積分（I）調節作用：是使系統消除穩態誤差，提高無差度。因為有誤差，積分調節就進行，直至無差，積分調節停止，積分調節輸出一常值。積分作用的強弱取決與積分時間常數Ti，Ti越小，積分作用就越強。反之Ti大則積分作用弱，加入積分調節可使系統穩定性下降，動態響應變慢。積分作用常與另兩種調節規律結合，組成PI調節器或PID調節器。

微分（D）調節作用：微分作用反映系統偏差信號的變化率，具有預見性，能預見偏差變化的趨勢，因此能產生超前的控製作用，在偏差還沒有形成之前，已被微分調節作用消除。因此，可以改善系統的動態性能。在微分時間選擇合適情況下，可以減少超調，減少調節時間。微分作用對雜訊干擾有放大作用，因此過強的加微分調節，對系統抗干擾不利。此外，微分反應的是變化率，而當輸入沒有變化時，微分作用輸出為零。微分作用不能單獨使用，需要與另外兩種調節規律相結合，組成PD或PID控制器。

其輸入e (t)與輸出u (t)的關系為：後補

，使用中只需設定三個參數（Kp， Ki和Kd）即可。在很多情況下，並不一定需要全部三個單元，可以取其中的一到兩個單元，但比例控制單元是必不可少的。

首先，PID應用范圍廣。雖然很多工業過程是非線性或時變的，但通過對其簡化可以變成基本線性和動態特性不隨時間變化的系統，這樣PID就可控制了。

其次，PID參數較易整定。也就是，PID參數Kp，Ki和Kd可以根據過程的動態特性及時整定。如果過程的動態特性變化，例如可能由負載的變化引起系統動態特性變化，PID參數就可以重新整定。

第三，PID控制器在實踐中也不斷的得到改進，下面兩個改進的例子。

在工廠，總是能看到許多迴路都處於手動狀態，原因是很難讓過程在「自動」模式下平穩工作。由於這些不足，採用PID的工業控制系統總是受產品質量、安全、產量和能源浪費等問題的困擾。PID參數自整定就是為了處理PID參數整定這個問題而產生的。現在，自動整定或自身整定的PID控制器已是商業單迴路控制器和分散控制系統的一個標准。

在一些情況下針對特定的系統設計的PID控制器控製得很好，但它們仍存在一些問題需要解決：

如果自整定要以模型為基礎，為了PID參數的重新整定在線尋找和保持好過程模型是較難的。閉環工作時，要求在過程中插入一個測試信號。這個方法會引起擾動，所以基於模型的PID參數自整定在工業應用不是太好。

如果自整定是基於控制律的，經常難以把由負載干擾引起的影響和過程動態特性變化引起的影響區分開來，因此受到干擾的影響控制器會產生超調，產生一個不必要的自適應轉換。另外，由於基於控制律的系統沒有成熟的穩定性分析方法，參數整定可靠與否存在很多問題。

因此，許多自身整定參數的PID控制器經常工作在自動整定模式而不是連續的自身整定模式。自動整定通常是指根據開環狀態確定的簡單過程模型自動計算PID參數。

但仍不可否認PID也有其固有的缺點：

PID在控制非線性、時變、耦合及參數和結構不確定的復雜過程時，工作地不是太好。最重要的是，如果PID控制器不能控制復雜過程，無論怎麼調參數都沒用。雖然有這些缺點，PID控制器是最簡單的有時卻是最好的控制器。

2. PID控制器原理是什麼·

PID控制方式的具體流程是計算誤差和溫度的變化速度進行PID計算，先以P參數和誤差計算出基礎輸出量，在根據誤差的累積值和I參數計算出修正量，最終找出控制點和溫度設定點之間的平衡狀態，最後在通過溫度的變化速率與D參數控制溫度的變化速度以防止溫度的劇烈變化。進行整定時先進行P調節，使I和D作用無效，觀察溫度變化曲線，若變化曲線多次出現波形則應該放大比例（P）參數，若變化曲線非常平緩，則應該縮小比例（P）參數。比例（P）參數設定好後，設定積分（I）參數，積分（I）正好與P參數相反，曲線平緩則需要放大積分（I），出現多次波形則需要縮小積分（I）。比例（P）和積分（I）都設定好以後設定微分（D）參數，微分（D）參數與比例（P）參數的設定方法是一樣的。

3. PID控制的原理是什麼

pid是一種經典的控制演算法，實現起來容易，成熟。
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。
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，如果在進入穩態後存在穩態誤差，則稱這個控制系統是有穩態誤差的或簡稱有差系統。為了消除穩態誤差，在控制器中必須引入「積分項」。積分項對誤差取決於時間的積分，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，直到等於零。因此，比例+積分(PI)控制器，可以使系統在進入穩態後無穩態誤差。
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盪甚至失穩。其原因是由於存在有較大慣性組件（環節）或有滯後組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落後於誤差的變化。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製作用等於零，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後的被控對象，比例+微分(PD)控制器能改善系統在調節過程中的動態特性。

4. PID控制規律中，到底誰最先起作用

PID控制規律中，到底誰最先起作用，這個具體起個什麼作用，我這邊也了解不是很清楚，因為你這句話我也理解不到是什麼含義，所以沒辦法給你解答，希望你諒解。

5. 什麼是pid控制_pid控制原理

在紫金橋系統中，實時資料庫提供了PID控制點可以滿足PID控制的需要。 進入到實時資料庫組態，新建點時選擇PID控制點。紫金橋提供的PID控制可以提供理想微分、微分先行、實際微分等多種控制方式。 進行PID控制時，可以把PID的PV連接在實際的測量值上，OP連接在PID實際的輸出值上。這樣，在實時資料庫運行時，就可以自動對其進行PID控制。 PID參數的調整： 在PID參數進行整定時如果能夠有理論的方法確定PID參數當然是最理想的方法，但是在實際的應用中，更多的是通過湊試法來確定PID的參數。 增大比例系數P一般將加快系統的響應，在有靜差的情況下有利於減小靜差，但是過大的比例系數會使系統有比較大的超調，並產生振盪，使穩定性變壞。 增大積分時間I有利於減小超調，減小振盪，使系統的穩定性增加，但是系統靜差消除時間變長。 增大微分時間D有利於加快系統的響應速度，使系統超調量減小，穩定性增加，但系統對擾動的抑制能力減弱。 在湊試時，可參考以上參數對系統控制過程的影響趨勢，對參數調整實行先比例、後積分，再微分的整定步驟。 首先整定比例部分。將比例參數由小變大，並觀察相應的系統響應，直至得到反應快、超調小的響應曲線。如果系統沒有靜差或靜差已經小到允許范圍內，並且對響應曲線已經滿意，則只需要比例調節器即可。 如果在比例調節的基礎上系統的靜差不能滿足設計要求，則必須加入積分環節。在整定時先將積分時間設定到一個比較大的值，然後將已經調節好的比例系數略為縮小(一般縮小為原值的0.8)，然後減小積分時間，使得系統在保持良好動態性能的情況下，靜差得到消除。在此過程中，可根據系統的響應曲線的好壞反復改變比例系數和積分時間，以期得到滿意的控制過程和整定參數。 如果在上述調整過程中對系統的動態過程反復調整還不能得到滿意的結果，則可以加入微分環節。首先把微分時間D設置為0，在上述基礎上逐漸增加微分時間，同時相應的改變比例系數和積分時間，逐步湊試，直至得到滿意的調節效果。 PID控制迴路的運行： 在PID控制迴路投入運行時，首先可以把它設置在手動狀態下，這時設定值會自動跟蹤測量值，當系統達到一個相對穩定的狀態後，再把它切換到自動狀態下，這樣可以避免系統頻繁動作而導致系統不穩定。 復雜迴路的控制： 前饋控制系統： 通常的反饋控制系統中，對干擾造成一定後果，才能反饋過來產生抑制干擾的控製作用，因而產生滯後控制的不良後果。為了克服這種滯後的不良控制，用計算機接受干擾信號後，在還沒有產生後果之前插入一個前饋控製作用，使其剛好在干擾點上完全抵消干擾對控制變數的影響,因而又得名為擾動補償控制。 在紫金橋的控制系統中，可以把前饋控制計算的結果作為PID控制的輸出補償量OCV，並採用加補償，這樣就形成了一個前饋控制系統了。 純延遲補償控制： 在實際的控制過程中，由於執行機構和測量裝置的延遲，系統有可能是一個純滯後過程，如對於溫度的控制其延遲時間可能多達10多分鍾。這種滯後性質常引起被控對象產生超調或振盪，造成系統不容易達到穩定過程。因此，可以在控制過程中並聯一個補償環節，用來補償被控制對象中的滯後部分，這樣可以使系統快速達到穩定過程。 純滯後控制系統是把滯後補償的結果作為PID控制器的輸入補償量ICV，並作為輸入補償的減補償。

6. 智能PID控制的原理及簡介

智能PID控制就是將智能控制(intelligent control)與傳統的PID控制相結合，是自適應的，它的設計思想是利用專家系統（Expert System）、模糊控制(fuzzy control)和神經網路(neural network)技術，將人工智慧以非線性控制方式引入到控制器中，使系統在任何運行狀態下均能得到比傳統PID控制更好的控制性能。具有不依賴系統精確數學模型和控制器參數在線自動調整等特點，對系統參數變化具有較好的適應性。 模糊PID控制是利用當前的控制偏差和偏差，結合被控過程動態特性的變化，以及針對具體過程的實際經驗，根據一定的控制要求或目標函數，通過模糊規則推理，對PID控制器的三個參數進行在線調整。智能PID控制主要有模糊PID控制器、專家PID控制器和基於神經網路的PID控制器等。 專家系統是一種能在某個特定領域內﹐以人類專家水平解決該領域中專門任務的計算器系統﹐其內部具有某個領域中大量專家水平的知識與經驗﹐能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來解決該領域的問題。專家PID控制採用規則PID控制形式，通過對系統誤差和系統輸出的識別，以了解被控對象過程動態特性的變化，在線調整PID三個參數，直到過程的響應曲線為某種最佳響應曲線。它是一種基於啟發式規則推理的自適應技術，其目的就是為了應付過程中出現的不確定性。 神經網路系統亦稱為人工神經網路﹐就是將人工神經元按某種方式聯結組成的網路﹐用於模擬人腦神經元活動的過程﹐實現對信息的加工﹑處理﹑存儲等。神經網路有前向網路（前饋網路）﹑反饋網路等網路結構形式。與模糊PID控制和專家PID控制不同，基於神經網路的PID控制不是用神經網路來整定PID的參數，而是用神經網路直接作為控制器，通過訓練神經網路的權系數間接地調整PID參數。

7. 自動控制理論的始祖是誰或者說是誰開創了控制領域

自動控制理論是眾多人的成果，不斷發展完善，已無法追溯何人是始祖。

最早的自動化控制要追溯到我國古代的自動化計時器和漏壺指南車，而自動化控制技術的廣泛應用則開始於歐洲的工業革命時期。

英國人瓦特在發明蒸汽機的同時，應用反饋原理，於1788年發明了離心式調速器。當負載或蒸汽量供給發生變化時，離心式調速器能夠自動調節進氣閥的開度，從而控制蒸汽機的轉速。

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控制系統分類

1、自動控制系統

為了實現各種復雜的控制任務，首先要將被控制對象和控制裝置按照一定的方式連接起來，組成一個有機的整體，這就是自動控制系統。

在自動控制系統中，被控對象的輸出量即被控量是要求嚴格加以控制的物理量，它可以要求保持為某一恆定值，例如溫度、壓力或飛行軌跡等；

而控制裝置則是對被控對象施加控製作用的相關機構的總體，它可以採用不同的原理和方式對被控對象進行控制，但最基本的一種是基於反饋控制原理的反饋控制系統。

2、反饋控制系統

在反饋控制系統中，控制裝置對被控裝置施加的控製作用，是取自被控量的反饋信息，用來不斷修正被控量和控制量之間的偏差從而實現對被控量進行控制的任務，這就是反饋控制的原理。

8. 我想知道自動控制的PID原理

P、I、D，比例、積分、微分控制。比例作用，即控制器（調節器）的控制輸出變數Y(P)與偏差e變數成正比（可有正、反）；積分作用，控制輸出變數Y(I)與偏差e變數對時間的積分成正比；微分作用，控制輸出變數Y(D)與偏差e變數對時間的微分成正比，即與偏差的變化率成正比。控制器總的PID控制輸出Y=Y(P)+Y(I)+Y(D)。偏差即實際測量值與給定值（設定值）之差。
一般需要對比例系數（或增益）、積分時間、微分時間等參數進行調整整定，以適應不同的控制對象特性。常見用PI，對於溫度等響應時間常數較大的對象要加D，即採用PID。
注意理解幾點，舉例：1、整定的比例（或增益）不可能與實際需要完全一致（即比例控制輸出變化值不可能正好完全抵消對象受擾動導致的被控參數的變化值），這就不可避免的存在著靜態誤差。拿日常調洗澡水溫度為例，想調為35度，你基本調好後（相當於某較合適的冷熱水比例），不可能完全正好是35度，比如是33度，若不繼續逐漸加大熱水（相當於加積分作用），那就存在著2度靜差。2、即使某時刻比例正好，即沒有靜差（上例正好35度），但實際過程對象是不可能完全穩定不變的（理論上講，完全穩定的系統僅用比例作用就可以了），某因素（擾動）變化後，由於比例不會隨之自動變化調整，就會有新的穩定點，如此就出現了新的靜差（比如上例，熱水器中的溫度下降了，盡管閥門沒動，相當比例沒變，最終混合水的溫度還是偏離了35度，比如降為34度了，就會重新出現1度靜差）。
因此，自控系統除比例作用外，一般都要加積分作用，以消除靜差。積分的作用就是始終向減少靜差的方向調節。上例若熱水器中的溫度下降了，混水溫度34度，就逐漸加大熱水（相當於加積分作用），混水溫度逐漸就達到35度了（消除了靜差）。但也可能積分作用強了點（調多了），混合溫度可能超過35度（比如36度），一旦超過了設定值，積分作用就變方向了（但始終是向減少靜差的方向調節），上例就是逐漸減小熱水，以再次消除靜差。
微分則主要用於改善動態控製品質，減小過調。比如當由於PI控製作用偏差已經越來越小時（或擾動導致），偏差的極性尚沒變，但偏差的變化方向已經改變，此時積分作用仍維持原控制變化方向，但微分已提前感知偏差的變化方向的改變，微分控制輸出提前向反方向變化。
若要進一步了解，需要找些資料看看。最好在實踐中體會理解。

9. pid控制原理在現實生活中是如何運用的

在生活中?
看場合應用,PID是由比例、微分、積分三個部分組成的，在實際應用中經常只使用其中的一項或者兩項，如P、PI、PD、PID等。就可以達到控制要求...PLC編程指令里都會有PID這個功能指令...至於P,I,D 數值的確定要在現場的多次調試確定...
比例控制（P）：
比例控制是最常用的控制手段之一，比方說我們控制一個加熱器的恆溫100度，當開始加熱時，離目標溫度相差比較遠，這時我們通常會加大加熱，使溫度快速上升，當溫度超過100度時，我們則關閉輸出，通常我們會使用這樣一個函數

e(t) = SP – y(t);

u(t) = e(t)*P

SP——設定值

e(t)——誤差值

y(t)——反饋值

u(t)——輸出值

P——比例系數

滯後性不是很大的控制對象使用比例控制方式就可以滿足控制要求，但很多被控對象中因為有滯後性。
也就是如果設定溫度是200度，當採用比例方式控制時，如果P選擇比較大，則會出現當溫度達到200度輸出為0後，溫度仍然會止不住的向上爬升，比方說升至230度，當溫度超過200度太多後又開始回落，盡管這時輸出開始出力加熱，但溫度仍然會向下跌落一定的溫度才會止跌回升，比方說降至170度，最後整個系統會穩定在一定的范圍內進行振盪。
如果這個振盪的幅度是允許的比方說家用電器的控制，那則可以選用比例控制.

比例積分控制（PI）：

積分的存在是針對比例控制要不就是有差值要不就是振盪的這種特點提出的改進，它常與比例一塊進行控制，也就是PI控制。

其公式有很多種，但大多差別不大，標准公式如下：

u(t) = Kp*e(t) + Ki∑e(t) +u0

u(t)——輸出

Kp——比例放大系數

Ki——積分放大系數

e(t)——誤差

u0——控制量基準值（基礎偏差）

大家可以看到積分項是一個歷史誤差的累積值，如果光用比例控制時，我們知道要不就是達不到設定值要不就是振盪，在使用了積分項後就可以解決達不到設定值的靜態誤差問題，比方說一個控制中使用了PI控制後，如果存在靜態誤差，輸出始終達不到設定值，這時積分項的誤差累積值會越來越大，這個累積值乘上Ki後會在輸出的比重中越占越多，使輸出u(t)越來越大，最終達到消除靜態誤差的目的。

PI兩個結合使用的情況下，我們的調整方式如下：

1、先將I值設為0，將P值放至比較大，當出現穩定振盪時，我們再減小P值直到P值不振盪或者振盪很小為止（術語叫臨界振盪狀態），在有些情況下，我們還可以在些P值的基礎上再加大一點。

2、加大I值，直到輸出達到設定值為止。

3、等系統冷卻後，再重上電，看看系統的超調是否過大，加熱速度是否太慢。

通過上面的這個調試過程，我們可以看到P值主要可以用來調整系統的響應速度，但太大會增大超調量和穩定時間；而I值主要用來減小靜態誤差。

PID控制：

因為PI系統中的I的存在會使整個控制系統的響應速度受到影響，為了解決這個問題，我們在控制中增加了D微分項，微分項主要用來解決系統的響應速度問題，其完整的公式如下：

u(t) = Kp*e(t) + Ki∑e(t) + Kd[e(t) – e(t-1)]+u0
在PID的調試過程中，我們應注意以下步驟：

1、 關閉I和D，也就是設為0.加大P，使其產生振盪；

2、 減小P，找到臨界振盪點；

3、 加大I，使其達到目標值；
重新上電看超調、振盪和穩定時間是否吻合要求；

5、 針對超調和振盪的情況適當的增加一些微分項；

6、 注意所有調試均應在最大爭載的情況下調試，這樣才能保證調試完的結果可以在全工作范圍內均有效；