何為PID？為何需要PID？PID能達到什么作用？

PID是英文Proportional-Integral-Derivative的縮寫，即比例-積分-微分控制器。它是一種常用的反饋控制手段，常用于工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中，通過不斷測量被控對象輸出的實際值與期望值之間的差別，并對控制信號進行調(diào)節(jié)，最終使被控對象能夠穩(wěn)定地達到期望值。

PID控制器由比例控制、積分控制和微分控制三部分組成，每個部分都有不同的功能和作用。比例控制根據(jù)實際值與期望值之間的誤差進行調(diào)節(jié)，根據(jù)誤差的大小來確定控制信號。積分控制根據(jù)誤差與時間的乘積進行調(diào)節(jié)，用于補償比例控制無法完全消除的穩(wěn)態(tài)誤差。微分控制根據(jù)誤差的變化率進行調(diào)節(jié)，用于響應(yīng)速度較快的系統(tǒng)，避免超調(diào)和震蕩。

PID控制器之所以被廣泛應(yīng)用，有以下幾個原因：

1. 適用性廣泛：PID控制器可以應(yīng)用于各種類型的系統(tǒng)，無論是簡單的溫度控制還是復(fù)雜的機械控制，都可以使用PID控制器進行調(diào)節(jié)。

2. 簡單易實現(xiàn)：PID控制算法簡單，只需要根據(jù)系統(tǒng)的實際情況進行參數(shù)的調(diào)優(yōu)即可。同時，PID控制器的實現(xiàn)也相對容易，只需基本的數(shù)學(xué)和編程知識。

3. 魯棒性強：PID控制器對系統(tǒng)的變化和干擾具有較強的魯棒性，能夠穩(wěn)定地控制被控對象。即使受到外界干擾或系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化，PID控制器也能及時進行調(diào)整，保持控制的準(zhǔn)確性。

4. 可調(diào)性好：PID控制器的三個參數(shù)（比例系數(shù)、積分時間、微分時間）可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整，以獲取最佳的控制效果。通過合理選擇參數(shù)，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的快速響應(yīng)、準(zhǔn)確控制、穩(wěn)定性等要求。

總之，PID控制器是一種非常重要的控制手段，在工業(yè)自動化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。它通過根據(jù)實際值與期望值之間的誤差進行調(diào)節(jié)，能夠使被控對象穩(wěn)定地達到期望值，并具有適用性廣泛、簡單易實現(xiàn)、魯棒性強、可調(diào)性好等優(yōu)點。在實際應(yīng)用中，根據(jù)具體的需求和系統(tǒng)特點，可以對PID控制器的參數(shù)進行調(diào)整，以實現(xiàn)最佳的控制效果。