PID的形象解释

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简介: 形象解释PID调节器。

这个解释形象的说明了参数 P,I,D 的使用。

小明接到这样一个任务:有一个水缸点漏水(而且漏水的速度还不一定固定不变),要求水面高度维持

在某个位置, 一旦发现水面高度低于要求位置, 就要往水缸里加水。 小明接到任务后就一直守在水缸旁边,

时间长就觉得无聊,就跑到房里看小说了,每 30 分钟来检查一次水面高度。水漏得太快,每次小明来检

查时,水都快漏完了,离要求的高度相差很远,小明改为每 3 分钟来检查一次,结果每次来水都没怎么漏

,不需要加水,来得太频繁做的是无用功。几次试验后,确定每 10 分钟来检查一次。这个检查时间就称

为采样周期。

开始小明用瓢加水,水龙头离水缸有十几米的距离,经常要跑好几趟才加够水,于是小明又改为用桶

加, 一加就是一桶, 跑的次数少了, 加水的速度也快了, 但好几次将缸给加溢出了, 不小心弄湿了几次鞋,

小明又动脑筋,我不用瓢也不用桶,老子用盆,几次下来,发现刚刚好,不用跑太多次,也不会让水溢出。

这个加水工具的大小就称为比例系数。

小明又发现水虽然不会加过量溢出了,有时会高过要求位置比较多,还是有打湿鞋的危险。他又想了

个办法,在水缸上装一个漏斗,每次加水不直接倒进水缸,而是倒进漏斗让它慢慢加。这样溢出的问题解

决了,但加水的速度又慢了,有时还赶不上漏水的速度。于是他试着变换不同大小口径的漏斗来控制加水

的速度,最后终于找到了满意的漏斗。漏斗的时间就称为积分时间 。

小明终于喘了一口,但任务的要求突然严了,水位控制的及时性要求大大提高,一旦水位过低,

必须立即将水加到要求位置,而且不能高出太多,否则不给工钱。小明又为难了!于是他又开努脑筋,终

于让它想到一个办法,常放一盆备用水在旁边,一发现水位低了,不经过漏斗就是一盆水下去,这样及时

性是保证了,但水位有时会高多了。他又在要求水面位置上面一点将水凿一孔,再接一根管子到下面的备

用桶里这样多出的水会从上面的孔里漏出来。这个水漏出的快慢就称为微分时间。

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