經常看到有關PID調節(jié)問題書籍，看來看去看不懂他們再說什么。還有一些技術員一提起PID調節(jié)，就搖一個自動控制系統(tǒng)要能很好地完成任務，首先必須工作穩(wěn)定，同時還必須滿足調節(jié)過程的質量指標要求。即：系統(tǒng)的響應快慢、穩(wěn)定性、zui大偏差等。很明顯，自動控制系統(tǒng)總希望在穩(wěn)定工作狀態(tài)下，具有較高的控制質量，我們希望持續(xù)時間短、超調量小、擺動次數少。為了保證系統(tǒng)的精度，就要求系統(tǒng)有很高的放大系數，然而放大系數一高，又會造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，甚至系統(tǒng)產生振蕩。反之，只考慮調節(jié)過程的穩(wěn)定性，又無法滿足精度要求。因此，調節(jié)過程中，系統(tǒng)穩(wěn)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(tǒng)設計要求和實際情況，在控制系統(tǒng)中插入“校正網絡”，矛盾就可以得到較好解決。這種“校正網絡”，有很多方法完成，其中就有PID方法。
簡單的講，PID“校正網絡”是由比例積分PI和比例微分PD"元件組"成的。為了說明問題，這里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，當脈沖信號通過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zui大值，電阻兩端電壓Usc此刻也達到zui大值。隨著電容兩端電壓不斷升高，充電電流逐漸減小，電阻兩端電壓Usc也逐漸降低，zui后為0，形成一個鋸齒波電壓。這種電路稱為微分電路，由于它對階躍輸入信號前沿“反應”激烈，其性質有加速作用。頭，搞不懂呀！那么PID調節(jié)的實質是什么？通俗的概念是什么？我們通過圖1進行分析。