工程实际上，应用最广泛调节器控制规律的是比例、积分、微分控制，简称PID控制，也称为PID调节。 PID控制器问世近70年的历史，以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调试方便成为工业控制的主要技术之一。 在不能完全掌握被控对象的结构和参数，或者没有精确的数学模型，难以采用控制理论其他技术的情况下，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，届时应用PID控制技术最为方便。 即，在不完全理解一个系统和被控制对象的情况下，或者不能通过有效的测量手段得到系统参数的情况下，最适合使用PID控制技术。 PID控制，实际上还有PI和PD控制。 PID控制器是系统误差，通过比例、积分、微分计算控制量进行控制。
1 .比例控制(p )。
比例控制是最常用的控制手段之一。 例如，将一个加热器的恒温控制在100度。 开始加热的时候，离目标温度很远。 那时，我们通常加大加热使温度迅速上升，温度超过100度时，关闭输出。 通常使用这样的函数
e(t )=spy ) t ) -
u(t )=e (t ) p
SP——设定值
e(t ) ——误差
y(t ) ——反馈值
u(t ) ——输出值
P——比例系数
在滞后不是很大的控制对象中，可以通过比例控制方式满足控制要求，但在很多被控制对象中存在滞后。 也就是说，在设定温度为200度的情况下，以比例方式进行控制的情况下，如果p的选择较大，则即使温度达到200度而输出变为0，温度也无法停止上升，例如上升到230度，温度超过200度后再次开始返回，此时即使输出开始加热最终，如果是系统整体稳定为一定且能够允许该振动幅度的例如家电产品的控制，则可以选择比例控制
2 .比例积分控制(PI )。
积分的存在是针对比例控制、有差还是振动的特点提出的改进，它总是与比例一起控制，也就是PI控制。
那个公式有很多种，但几乎没有区别。 标准公式如下。
u(t )=Kp*e(t ) Kie(t ) u0
u(t ) ——输出
Kp——比例放大系数
Ki——积分放大率
e(t ) ——误差
u0——控制量基准值(基础偏差) )
如您所见，积分项是历史误差的累积值。 只通过比例控制，可以知道是否达到设定值或不振动。 积分项可以解决达不到设定值的静态误差问题。 例如，如果在某个控制中使用PI控制，则存在静态误差时，输出始终达不到设定值。 在这种情况下，积分项的误差累积值越来越大，该累积值乘以Ki后的值在输出的比重中占多数
pi2组合使用时，我们的调整方法如下。
1、首先I的值为0，p的值比较大，出现稳定的振动时，减小p的值直到p的值不振动或者振动小，有时可以基于几个p的值再增大一点。
2、增大I值直到输出达到设定值。
3、待系统冷却后，重新开机，检查系统是否过冲过大或加热速度过慢。
在上述调试过程中，p值主要用于调整系统的响应速度，而过冲量和稳定时间过大的I值主要用于减小静态误差。
pid算法
控制点目前包括增量算法、位置表达式算法、微分先行三种比较简单的PID控制算法。 这三种是最简单的基本算法，各有特点，一般能满足控制的大部分要求。
1.PID增量算法
离散化公式(注：各符号的含义如下)。
u(t----控制器的输出值。
e(t----控制器输入与设定值之间的误差。
Kp-------比例系数。
Ti-------积分时间常数。
Td-------微分时间常数。
T--------调节周期。
2 .积分分离法
离散公式：
u(t )=q0e(t ) t ) q1e (t-1 ) q2e (t-2 ) ) ) ) ) ) ) ) )
|e(t )时
Q0=KP(1t/tiTD/t ) )。
问题Q1=-KP(12TD/t ) ) ) )。
q2=Kp Td /T
|e(t ) |时
Q0=KP(1TD/t ) )。
问题Q1=-KP(12TD/t ) ) ) )。
q2=Kp Td /T
u(t )=u ) t-1 )u(t ) )
注：各符号的含义如下
u(t----控制器的输出值。
e(t----控制器输入与设定值之间的误差。
Kp-------比例系数。
Ti-------积分时间常数。
Td-------微分时间常数。 (某些地方标记为“Kd”) ) )。
T--------
-- 调节周期。β------- 积分分离阈值
3.微分先行PID算法
离散化公式：
u(t)----- 控制器的输出值。
e(t)----- 控制器输入与设定值之间的误差。
Kp------- 比例系数。
Ti------- 积分时间常数。
Td------- 微分时间常数。(有的地方用'Kd'表示)
T-------- 调节周期。
β------- 积分分离阈值
PID控制：
因为PI系统中的I的存在会使整个控制系统的响应速度受到影响，为了解决这个问题，我们在控制中增加了D微分项，微分项主要用来解决系统的响应速度问题，其完整的公式如下：
u(t) = Kp*e(t) + Ki∑e(t) + Kd[e(t) –e(t-1)]+u0
在PID的调试过程中，我们应注意以下步骤：
1)关闭I和D，也就是设为0.加大P，使其产生振荡;
2)减小P，找到临界振荡点;
3)加大I，使其达到目标值;
4)重新上电看超调、振荡和稳定时间是否吻合要求;
5)针对超调和振荡的情况适当的增加一些微分项;
6)注意所有调试均应在最大争载的情况下调试，这样才能保证调试完的结果可以在全工作范围内均有效;
PID控制器参数整定:
PID控制器参数整定是控制系统设计核心内容。它是被控过程特性确定PID控制器比例系数、积分时间和微分时间大小。PID控制器参数整定方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主依据系统数学模型，理论计算确定控制器参数。这种方法所到计算数据未必可以直接用，还必须工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接控制系统试验中进行，且方法简单、易于掌握，工程实际中被广泛采用。PID控制器参数工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点，其共同点都是试验，然后工程经验公式对控制器参数进行整定。但采用哪一种方法所到控制器参数，都需要实际运行中进行最后调整与完善。现一般采用是临界比例法。利用该方法进行PID控制器参数整定步骤如下：
(1)首先预选择一个足够短采样周期让系统工作;
(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入阶跃响应出现临界振荡，记下这时比例放大系数和临界振荡周期;
(3)一定控制度下公式计算到PID控制器参数。