序

首先最重要的是了解每个参数调节了系统响应的那些属性，通过观察响应从而调节参数改变属性。

PID的作用概述：

1、P产生响应速度和力度，过小响应慢，过大会产生振荡，是I和D的基础。

2、I在有系统误差和外力作用时消除偏差、提高精度，同时也会增加响应速度，产生过冲，过大会产生振荡。

3、D抑制过冲和振荡，过小系统会过冲，过大会减慢响应速度。D的另外一个作用是抵抗外界的突发干扰，阻止系统的突变。

同时调节的顺序是：P>I>D

下面了解的一个很重要的就是调节的目标，也就是最好的响应曲线是什么样子。

PID 调节目标：

1、衰减比在4-10之间最佳，也就是响应曲线的前两个峰值B:B1的比值在4-10之间。

2、稳态误差趋近于0

3、系统响应越快越好

一、P参数选取

tip：在第一步牢记P产生响应速度和力度，过小响应慢，过大会产生振荡，是I和D的基础。

如果想自己调试尝试可以打开matlab，运行simulink，照着下面的图进行连接，如果想直接应用可以直接往后看。

图中的系统为一个PID控制二阶系统。

拿上面的系统进行举例，首先设定P=0.1，I=0，D=0观察响应。可以看到图像没有超调，说明P产生的响应速度和力度太小了，                                        

P=1，I=0，D=0观察系统响应，超调量出现但是只有一个波形，同时也就意味着调节时间太慢了，继续加大P

P=10，I=0，D=0，此时调节时间显著下降，可以看到此时的数量级已经调整完成，也就是P参数只需要微调

P=100，I=0，D=0，系统开始变得振荡

如果继续加大P，系统会达到一个临界值，产生等幅振荡，最后开始发散。如下图所示：

二、I的调节

tip：I在有系统误差和外力作用时消除偏差、提高精度，同时也会增加响应速度，产生过冲，过大会产生振荡。

I主要调节稳态输出，消除扰动。由于系统没有扰动输入因此看不到I对于消除扰动的效果。P=10,I=10,D=0,此时I过大导致系统振荡加剧。

P=10,I=1,D=0，此时响应波形基本符合预期。观察稳态输出约为0.963左右。

P=10,I=0.1,D=0，可以看到几乎响应波形没有变化。说明在没有扰动的情况下I只要不过大影响不大。但是稳态输出变化为0.916

P=10,I=0,D=0,稳态输出变为0.91左右。

最终我们可以通过I少量调节稳态输出的值，最终将稳态误差消除。关于I对波形影响的作用总结如下图：

三、D的调节

tip:D抑制过冲和振荡，过小系统会过冲，过大会减慢响应速度。D的另外一个作用是抵抗外界的突发干扰，阻止系统的突变。

P=10，I=0.1，D=10，可以看到将所有的冲击都消除掉了。

P=10，I=0.1，D=1，消除冲击减弱，此时显然衰减比不符合要求

P=10，I=0.1，D=1，此时基本符合要求。

四、总结

首先调节P的数量级达到一个只有2个左右明显峰值的波形，再调节I找到不会波形振荡也不会没有超调的的区间，在区间内找到一个I将稳态误差尽可能消除。最终使用D来控制衰减比和波形的峰值、超调量。最后根据要求的稳态值、调节时间、超调量、上升时间、峰值时间等指标进行微调达到目标。

最后可以总结成一个口诀

参数整定找最佳，从小到大顺序查，

先是比例后积分，最后再把微分加，

曲线振荡很频繁，比例度盘要放大，

曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳，

曲线偏离回复慢，积分时间往下降，

曲线波动周期长，积分时间再加长，

曲线振荡频率快，先把微分降下来，

动差大来波动慢，微分时间应加长，

理想曲线两个波，前高后低4比1，

一看二调多分析，调节质量不会低 。