在工程實際中，應用最為廣泛的調節器控制規律為比例、積分、微分控制，簡稱pid 控制，又稱pid調節。pid控制器問世至今已有近70年歷史，它以其結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便而成為工業控制的主要技術之一。當被控物件的結構和引數不能完全掌握，或得不到精確的數學模型時，控制理論的其它技術難以採用時，系統控制器的結構和引數必須依靠經驗和現場除錯來確定，這時應用pid控制技術最為方便。
即當我們不完全了解乙個系統和被控物件，或不能通過有效的測量手段來獲得系統引數時，最適合用pid控制技術。pid控制，實際中也有pi和pd控制。pid控制器就是根據系統的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的。
系統的感測器得到的測量結果控制器作出決定通過乙個輸出裝置來作出反應控制器從感測器得到測量結果，然後用需求結果減去測量結果來得到誤差。然後用誤差來計算出乙個對系統的糾正值來作為輸入結果，這樣系統就可以從它的輸出結果中消除誤差。在乙個pid迴路中，這個糾正值有三種演算法，消除目前的誤差，平均過去的誤差，和透過誤差的改變來**將來的誤差。
比如說，假如乙個水箱在為乙個植物提供水，這個水箱的水需要保持在一定的高度。乙個感測器就會用來檢查水箱裡水的高度，這樣就得到了測量結果。控制器會有乙個固定的使用者輸入值來表示水箱需要的水面高度，假設這個值是保持65％的水量。
控制器的輸出裝置會連在乙個馬達控制的水閥門上。開啟閥門就會給水箱注水，關上閥門就會讓水箱裡的水量下降。這個閥門的控制訊號就是我們控制的變數，它也是這個系統的輸入來保持這個水箱水量的固定。
pid控制器可以用來控制任何可以被測量的並且可以被控制變數。比如，它可以用來控制溫度，壓強，流量，化學成分，速度等等。
pid調節原理如下：
乙個自動控制系統要能很好地完成任務，首先必須工作穩定，同時還必須滿足調節過程的質量指標要求。即：系統的響應快慢、穩定性、最大偏差等。
很明顯，自動控制系統總希望在穩定工作狀態下，具有較高的控制質量，我們希望持續時間短、超調量小、擺動次數少。為了保證系統的精度，就要求系統有很高的放大係數，然而放大係數一高，又會造成系統不穩定，甚至系統產生振盪。反之，只考慮調節過程的穩定性，又無法滿足精度要求。
因此，調節過程中，系統穩定性與精度之間產生了矛盾。
如何解決這個矛盾，可以根據控制系統設計要求和實際情況，在控制系統中插入「校正網路」，矛盾就可以得到較好解決。這種「校正網路」，有很多方法完成，其中就有pid方法。
簡單的講，pid「校正網路」是由比例積分pi和比例微分pd"元件組"成的。為了說明問題，這裡簡單介紹一下比例積分pi和比例微分pd。
微分：從電學原理我們知道，見圖2，當脈衝訊號通過rc電路時，電容兩端電壓不能突變，電流超前電壓90°，輸入電壓通過電阻r向電容充電，電流在t1時刻瞬間達到最大值，電阻兩端電壓usc此刻也達到最大值。隨著電容兩端電壓不斷公升高，充電電流逐漸減小，電阻兩端電壓usc也逐漸降低，最後為0，形成乙個鋸齒波電壓。
這種電路稱為微分電路，由於它對階躍輸入訊號前沿「反應」激烈，其性質有加速作用。
積分：再來看圖3，脈衝訊號出現時，通過電阻r向電容充電，電容兩端電壓不能突變，電流在t1時刻瞬間達到最大值，電阻兩端電壓此刻也達到最大值。電容兩端電壓usc隨著時間t 不斷公升高，充電電流逐漸減小，最後為0，電容兩端電壓usc也達到最大值，形成乙個對數曲線。
這種電路稱為積分電路，由於它對階躍輸入訊號前沿「反應」遲緩，其性質是「阻尼」緩衝作用。
插入校正網路的情況
首先討論自動控制系統引入比例積分pi的情況，見圖4。曲線pi（1）對階躍訊號的響應特性曲線，當t=0時，pi的輸出電壓很小，（由比例係數決定）當t>0時，輸出電壓按積分特性線性上公升，系統放大係數ue線性增大。這就是說，當系統輸入端出現大的誤差時，控制輸出電壓不會立即變得很大，而是隨著時間的推移和系統誤差不斷地減小，pi的輸出電壓不斷增加，既，系統放大係數ue不斷線性增大。
我們稱這種特性為系統阻尼。決定阻
尼係數因素是pi比例係數和積分時間常數。要不斷提高控制系統的質量，就要不斷改變pi 比例係數和積分時間常數。
再討論控制系統引入比例微分pd的情況，見圖4。曲線pd（2）對輸入訊號的響應特性曲線，當t=0時，pd使系統放大係數ue驟增。這就是說，當系統輸入端出現誤差時，控制輸出電壓會立即變大。
我們稱這種特性為加速作用。可以看出，過強的微分訊號會使控制系統不穩定。所以在使用中，必須認真調節pd比例係數和微分時間常數。
為妥善解決系統穩定性與精度之間的矛盾，往往將比例積分pi與比例微分pd組合使用，形成「校正網路」，也稱pid調節。pid調節特性曲線pid（3）（圖4），是pi、pd特性曲線合成的。適當的調節pi、pd上述各係數，就能保證控制系統即快又穩的工作。
結論：pid調節器實際是乙個放大係數可自動調節的放大器，動態時，放大係數較低，是為了防止系統出現超調與振盪。靜態時，放大係數較高，可以蒱捉到小誤差訊號，提高控制精度。
PID調節方法
你先設定i和d引數為0，p引數設小點，觀察一下控制流量的效果，如果響應過慢的話，再適當加大p值和i值。如果反覆振盪，則減小p值，加大i值 d值就為0，可以不管。要達到好的效果，只能慢慢試，耐心點。pid引數設定直接影響流量的穩定度，pi設定值大電動閥穩定，pi設定值小電動閥靈敏。要根據工藝流程來設定...
PID調節器簡介
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PID控制原理與引數整定方法
一 概述 pid是比例 積分 微分控制的簡稱，也是一種控制演算法，其特點是結構改變靈活 技術成熟 適應性強。對乙個控制系統而言，由於控制物件的精確數學模型難以建立，系統的引數經常發生變化，運用控制理論綜合分析要耗費很大的代價，卻不能得到預期的效果，所以人們往往採用pid調節器，根據經驗 整定引數，以...