比 例微 分积 分执行机构 对象r(t)+-++u(t)c(t)e(t)PID算法原理（一） PID 算法及PW M 控制技术简介 1.1 PID 算法 控制算法是微机化控制系统的一个重要组成部分，整个系统的控制功能主要由控制算法来实现。目前提出的控制算法有很多。根据偏差的比例（P）、积分（I）、微分（D）进行的控制，称为 PID 控制。实际经验和理论分析都表明，PID 控制能够满足相当多工业对象的控制要求，至今仍是一种应用最为广泛的控制算法之一。下面分别介绍模拟 PID、数字 PID 及其参数整定方法。 1.1.1 模拟 PID 在模拟控制系统中，调节器最常用的控制规律是PID 控制，常规 PID 控制系统原理框图如图 1.1 所示，系统由模拟 PID 调节器、执行机构及控制对象组成。 图 1.1 模拟 PID 控制系统原理框图 PID 调节器是一种线性调节器，它根据给定值)(tr与实际输出值)(tc构成的控制偏差： )(te=)(tr－)(tc （1.1） 将偏差的比例、积分、微分通过线性组合构成控制量，对控制对象进行控制，故称为 PID 调节器。在实际应用中，常根据对象的特征和控制要求，将P、I、D 基本控制规律进行适当组合，以达到对被控对象进行有效控制的目的。例如，P 调节器，PI 调节器，PID调节器等。 模拟 PID 调节器的控制规律为 ])()(1)([)(0dttdeTdtteTteKtuDtIp （1.2） 式中，PK为比例系数，IT 为积分时间常数，DT为微分时间常数。 简单的说，PID 调节器各校正环节的作用是： （1）比例环节：即时成比例地反应控制系统的偏差信号)(te,偏差一旦产生，调节器立即产生控制作用以减少偏差； （2）积分环节：主要用于消除静差，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数IT ，IT 越大，积分作用越弱，反之则越强； （3）微分环节：能反映偏差信号的变化趋势（变化速率），并能在偏差信号的值变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。 由式 1.2 可得，模拟 PID 调节器的传递函数为 )11()()()(STSTKSESUSDDIP （1.3） 由于本设计主要采用数字 PID 算法，所以对于模拟 PID 只做此简要介绍。 1.1.2 数字PID 在DDC 系统中，用计算机取代了模拟器件，控制规律的实现是由计算机软件来完成的。因此，系统中数字控制的设计，实际上是计算机算法的设计。 由于计算机只能识别数字量，不能对连续的控制算式直接进行运算，故在计算机控制系统中，首先必...
