先进 PID 控制及
其 MATLAB 仿真
控制工程与控制理论课程设计讲座
主讲人 付冬梅
自动化系
第 1 章 数字 PID 控制
1.1 PID 控制原理
1.2 连续系统的模拟 PID 仿真
1.3 数字 PID 控制
1.1 PID 控制原理
模拟 PID 控制系统原理框图
1.1 PID 控制原理
PID 是一种线性控制器，它根据给定值 r
in
(t) 与
实际输出值 y
out
(t) 构成控制方案：
PID 的控制规律为 :
( ) ( ) ( )
in out
e t r t y t
0
1
1 ( )
( ) ( ) ( )
t
p D
de t
u t k e t e t dt T
T dt
sT
sT
k
sE
sU
sG
Dp
1
1
1
)(
)(
)(
1.1 PID 控制原理
PID 控制器各校正环节的作用如下：
比例环节：成比例地反映控制系统的偏差信号 e(t) ，偏差
一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减小偏差。
积分环节：主要用于消除静差，提高系统的无差度。积分
作用的强弱取决于积分时间常数 T,T 越大，积分作用越
弱，反之则越强。
微分环节：反映偏差信号的变化趋势，并能在偏差信号变
得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，
从而加快系统的动作速度，减少调节时间。
