PID算法的通俗讲解
PID算法的江湖地位？
PID算法在控制领域是非常常见的算法，小到控制温度，大到控制飞机的飞行姿态，基本上算是在控制领域万能的算法。

关于PID算法的生活小故事：
假设一辆慢点量的车，跑着跑着慢下来了，由于电池电压的影响小车的速度变慢了，那怎么使小车按照恒定速度驾驶？
对于自动控制的问题一定要通过算法解决，因为运动状态的控制与输入的控制值，具体的对应关系，谁也不知道，但是在具体的场景中使用了PID算法，通过编码器的速度反馈，可以实时的知道小车的速度是否慢了，然后利用目标速度与实际速度的误差带入算法，即可获得当前的占空比，达到控制速度的效果。

pid算法的一般形式：PID控制其实就是对偏差的控制，如果偏差为0，则比例环节不起作用，只有存在偏差的时候，比例环节才起作用，积分环节主要来消除静态误差，所谓静态误差，就是系统稳定后输出值和设定值之间的差值，积分环节实际上就是偏差累计的过程，把累计的误差加到原有系统上用来抵消系统造成的静态误差，而微分信号则反映了偏差信号的变化规律，也可以说是变化趋势，根据偏差信号的变化趋势进行超前调节，从而增加系统的预知性。

位置式的PID需要有积分限幅和输出限幅，而增量式PID只需要输出限幅

比例项：
成比例的反应控制系统中输入与输出的偏差信号，只要偏差一旦产生，就立即产生控制的作用来减少产生的误差。
积分项：
在比例控制环节产生了静态误差，在积分环节中，主要用于消除静态误差提高系统的无差度
微分项：
微分环节的作用是反应系统偏差的一个趋势，可以在误差来临之前提前引入一个有效的修正信号。抑制系统的过度调整。

比例就相当于水龙头，越大拧的水龙头就越大，积分就相当于它稳定之后，但是实际上没有达到设置的值，就偷偷的拧开水龙头，。微分就是一次性加水加多了超过来设定的值，赶紧抽掉一点，已达到设置的数值。

PID参数整定（核心）

整定方法：试凑法，临界比例法，一般调节法
试凑法：
调试的时候把，比例积分最大，D最小
按纯比例系统整定比例度，使其得到一个比较理想的调节过程曲线，然后再把比例度放大1.2倍左右，将积分时间由大变小改变，使其得到较好的调节曲线。
最后再这个积分时间下重新改变比例度，再看调节过程曲线有无改善。
如有改善，可将元整定的比例度减少，改变积分时间，这样多次反复，就可以得到合适比例度和积分时间
如果再外界的干扰下系统稳定性不好，可把比例度和积分时间适当增加，使系统足够稳定
将整定好的比例度和积分时间适当减少，加入微分作用，以得到超调量，调节作用时间最短的调节过程。

KP加快系统响应速度，提高系统的调节精度，KI用于消除稳态误差，kd改善系统的稳态性能

常用测速方法————M法
频率测量方法，这种方法是再一个固定计时周期内，统计这段时间的编码器脉冲数，计算速度值，设编码器单圈总脉冲数为C，在时间T0内，统计到编码器脉冲数为M0，则转速的值为n=M0/CT0,告诉测量的时候可以获取到较好的精度和平稳性，但是如果速度很低，低到T0时间内只有几个脉冲，此时算出来的误差比较大，并且不稳定。

T法：周期测量法，建立一个已知频率的高频脉冲并对其计数，计数时间由捕获到的编码器相邻两个脉冲的时间间隔T决定，计数值为M，高频脉冲频率为F n=F/cm,适合低速，高速误差大

M/T法，既测量编码器的脉冲数又测量一定时间内的高频脉冲数，在一个相对固定的时间内，计数编码器脉冲数为M0，并计数一个已知频率为F0的高频脉冲，计数值为M1，计算速度值， n=F0M0/CM1,电机高速时，M0增大，M1减小，相当于M法，低俗时，M1增大，M0减小相当于T法

直流有刷电机–速度环闭环控制
直流有刷电机–位置环控制
想让直流电机，随时随地的根据设定的位置转动，到指定位置就停下来，是很困难的，这因为直流电机驱动的特性决定的，但是如果引入位置环，可以根据实际位置的反馈来试试进行调整。
电流环控制：为了合理利用电机，如果电机一直咋超载情况下工作会损坏电机，因此我们就需要控制电流的输出，因此引入电流环很有必要。