经常看到关于PID的问题，但是好像听不懂他们在说什么。可能会有一些技术人员一提到PID调节就摇头。他们做不到，他们不太懂！那么PID调节的本质是什么呢？流行的概念是什么？我们通过下图进行分析。一个自动控制系统能很好地完成任务，首先它必须工作稳定，同时它必须满足调整过程的质量指标要求。也就是系统的响应速度，
经常看到关于PID的问题，但是好像听不懂他们在说什么。可能会有一些技术人员一提到PID调节就摇头。他们做不到，他们不太懂！那么PID调节的本质是什么呢？流行的概念是什么？我们通过下图进行分析。
一个自动控制系统能很好地完成任务，首先它必须工作稳定，同时它必须满足调整过程的质量指标要求。即系统的响应速度、稳定性和最大偏差。显然，百特网络的自动控制系统想要在稳定的工况下有更高的控(www.isoyu.com原创版权)制品质，而我们想要的是持续时间短、超调小、几百次摆动次数少。为了保证系统的精度，要求系统具有较高的放大倍数。但是，如果Baxter网络的放大系数很高，系统就会不稳定甚至振荡。相反，只考虑调整过程的稳定性不能满足精度要求。因此，在调整过程中，系统的稳定性和准确性之间存在矛盾。
如何解决这个矛盾？根据控制系统的设计要求和实际情况，可以在控制系统中插入“校正网络”，可以更好地解决矛盾。实现这种“校准网络”的方法有很多，PID方法就是其中之一。
简单来说，PID“校正网络”由比例积分PI和比例微分PD组成
微分:从电学原理上，我们知道当脉冲信号通过RC电路(图2)时，电容两端的电压不会突然变化，电流领先电压90°，输入电压通过电阻R给电容充电，电流在t1达到最大，此时电阻Usc两端的电压也达到最大。随着电容两端电压的增加，充电电流逐渐减小，电阻两端的电压Usc也逐渐减小，最终达到0，形成锯齿波电压。这种电路称为差分电路。因为它对阶跃输入信号的前沿反应强烈，所以它的特性可以加速。
积分:当脉冲信号出现时(图3)，电容通过电阻r充电，电容两端电压不能突然变化。电流在t1达到最大值，此时电阻两端的电压也达到最大值。电容两端的电压Usc随时间t增加，充电电流逐渐减小，最终达到0，电容两端的电压Usc也达到最大值，形成对数曲线。这种电路被称为积分电路，因为它对阶跃输入信号的前沿响应慢，其特性是阻尼和缓冲。
当插入校正网络时:
我们首先讨论将比例积分PI引入自动控制系统(图4)。曲线PI(1)对阶跃信号的响应特性曲线，当t=0时，PI的输出电压很小，当t >: 0(由比例系数决定)时，输出电压根据积分特性线性上升，系统放大系数Ue线性增大。也就是说，当系统输入端存在较大误差时，控制输出电压不会马上变得很大，而是随着时间的推移和系统误差的增大而不断减小，PI的输出电压会不断增大，即系统放大倍数Ue会线性增大。我们称这种特性为系统阻尼。决定阻尼系数的因素有比例积分系数和积分时间常数。为了提高控制系统的质量，需要改变比例积分系数和积分时间常数。
然后讨论比例微分局部放电在控制系统中的引入(图4)。曲线PD(2)是输入信号的响应特性曲线。当t=0时，PD使系统放大倍数Ue突然增大。也就是说，当系统输入有误差时，控制输出电压将立即增加。我们称之为特征加速度。可见，过强的微分信号会使控制系统不稳定。因此，在使用中，必须仔细调整PD比例系数和微分时间常数。
为了妥善解决系统稳定性和精度之间的矛盾，比例积分PI和比例微分PD往往组合成一个“校正网络”，也叫PID调节。PID调节特性曲线PID(3)(图4)由PI和PD特性曲线合成。通过适当调整PI和PD的上述系数，控制系统可以快速稳定地工作。