1 PID 控制算法解析 在工作中，我是作为三名“随动系统人员”中的一人，也是唯一一个利用软件测试控制回路的人。所以，我有很多机会为各种工程设计数字控制回路。当然也有一些需要我利用所掌握的经验去解决的控制问题，但是大量的控制问题都可以用简单的控制器解决，而不用求助任何控制理论知识。 这篇文章将会告诉你如何使用和调试一个简单的控制器而不需要复杂的数学和控制理论知识。这个技术用来调试控制器是已经被验证且正确的方法，并且可以成功解决任何控制问题。 PID 控制 P ID 控制器的各种应用形式已经存在超过一个世纪了。P ID 控制器非常适合作为纯粹的机械设备，气动设备和电子设备。这种数字 P ID 控制器利用微处理器已经成功进入到工业中。正如你看到的，将 P ID 控制写入到你的程序代码中时一个迫切的任务。 P ID 代表“比例，积分，微分”。这三个词语描述了 P ID 控制器的基本元素。每种元素实现一种不同的功能并且对系统的运行产生不同的影响。 在传统的 P ID 控制器中，这些元素是由系统的期望值和被控对象的反馈信号的综合驱动的。这些元素的输出值加起来作为系统的输出。 图 1 展示了 P ID 控制器的基本方框图。在这个例子中，微分原件仅仅由装置的反馈信号驱动。期望值减去这个装置的反馈信号得到一个误差值，这个误差值是比例和积分的驱动信号。这些信号值加到一起用来驱动这个装置。现在还不能描述这些元素怎么工作的，在下面的文章中会解释的。利用一个交替的装置研究比例元素，这个可以为比例元素提供比较好的位置，并且取决于你希望这个系统如何实现指令。 2 图 1 控制系统 为了能够用可实现的理论来讨论这个课题，我们需要一些试样系统。在这篇文章中我将用三个系统展示不同的控制器对它们的影响： 电机驱动齿轮系统 精密定位系统 热力系统 每种系统都有不同的特征并且需要不同的控制器才能实现最好的控制效果。 1 、电机和齿轮 第一个是电机驱动齿轮系统，齿轮的输出位置信号由电位计或一些定位计监控。你将会看到这种机械装置会用来驱动打印机上的输送装置或是作为节流装置安装在汽车的巡航装置上，或是任意位置精确定位的控制器上。图 2 展示了这种系统。这个电机是由软件控制的电压驱动的。电机的输出是用齿轮向下转动实际的机械装置，最终的驱动位置是由电位计监测的。 一个直流电动机最好是由与被控电压成比例的速度驱动。通常电机电枢会有电阻，所以在输入电...
