PID算法的理解

PID为比例(Proportion)、积分(Integral)、微分(Differential coefficient)的缩写。
PID算法一般用于电机控制，控制运动的速度，以达实际目标向期望目标靠近，并趋于平衡。

PID算法有三个参数，Kp、Ki、Kd。

• Kp作用于系统的响应速度。Kp用于反应期望目标与实际目标的差值在算法输出中的比重。
• Ki作用于消除系统的静差，即消除在Kp的作用下，运动物体受力平衡相对静止后，实际目标与期望目标的差值。Ki用于反应期望目标与实际目标的差值的累加值在算法输出中的比重。
• Kd作用于系统的响应趋势，抵消Kp与Ki带来的运动震荡，但Kd设置的值过大时，Kd自身也会导致运动震荡，Kd引起的运动震荡成为系统过充。kd用于反应前后差值在算法输出中的比重。

对于Ki，有积分限幅与积分分离的算法，用于消除Ki对系统的过度影响。

• 积分限幅用于防止Ki作用下的输出过大，导致系统运动震荡过强
• 积分分离用于防止Ki作用下的输出过小，导致系统产生微不足道且不必要的调节

PID算法需要输入与输出，形成闭环回路，每一次算法的输出，都用于调节系统的运动状态，并在此后或许系统的运动状态作为下一次算法的输入。
例如无人机的高度，将当前高度作为输入，计算出与实际高度的偏差，通过PID算法计算出无人机需要的升力，进而计算出控制无人机螺旋桨的电机所需要的转速，进而计算出PWM所需要的占空比。

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