1.PID控制器简介（立足现在，反馈历史，预测未来）
PID控制算法是最常用、最简单的控制算法之一。 结合《自动控制原理》中频域分析的相关知识，该控制器具有滞后超前校正的效果：
在低频段起到整体作用，提高系统的稳态性能； 在中高频段起到差动作用，提高系统的动态性能。 1.1 结构介绍
1.2 计算机上的实现
将控制器公式离散并推导。 假设采样时间间隔为T，则在k时刻：偏差为e(k)； 积分为 e(k)+e(k-1)+e(k-2)+… +e(0)； 微分为(e(k)-e(k-1))/T。 原始PID公式离散化后应为：
结合PID参数，可得到位置式PID算法：
u(k)的值与执行器的实际值之间存在一一对应的关系。 然而，由于积分项的存在，每个输出都与过去的状态相关。 计算时，必须对e(k)进行累加，需要大量的计算工作。 。
通过u(k)-u(k-1)转换，可得到离散形式的增量式PID公式：
增量PID算法是一种递归算法。 发生故障时影响不大。 必要时可以通过逻辑判断去除错误数据。 手动/自动切换时冲击小，易于实现无干扰切换。 当计算机出现故障时，仍能保持原值，计算公式中不需要累加，控制增量Δu(k)的确定仅与最新的三个采样值有关。 但其缺点是积分截断效应大、稳态误差大。
在实际控制器设计中，一般采用增量式PID控制器。
2、PID控制中各环节的作用 2.1比例环节的作用
仅使用比例项P调整的结果是，虽然P参数可以快速感知误差并进行调整，但由于静态误差的存在，实际值永远无法达到期望值。 如果P参数进一步增大，系统将会振荡、发散。 因此，我们需要积分参数I的参与来消除这个静态误差。 当误差较大时，P项可以及时减小误差。 P参数较小，误差感知能力较弱，系统恢复正常速度较慢； P参数大，响应速度加快，容易出现超调或振荡发散。
比例环节是PID控制器的核心
2.2 积分链接的作用
加入积分控制可以减少和消除稳态误差； 另一方面，随着积分系数增大，超调量也增大；
I项可以消除静态误差。 如果I参数太小，会出现静态错误，系统无法恢复正常； I参数过大，会促进超调，系统不稳定。
无论PI链路如何调整，都会出现超调。 这时需要引入差分环节D。
2.3 差动环节的作用
D项可以抑制超调，减少振荡，使系统快速收敛。 微分系数D阻尼的特性体现在与P项的对抗上，其预测未来的特性则体现在根据误差变化趋势进行控制，让控制器输出值提前参与输出下一刻。
如果D项太大，PI效应会受到抑制，系统响应缓慢。 另外，如果D值太大，可能会放大高频噪声，从而降低控制质量，引起系统振荡。
3. PID参数整定方法 3.1 手动调节思路
避免添加过大的D，引起振荡
3.2 使用工具箱
我没用过，但我可能会尝试一下。
3.3 其他调优方法
参考
