目录
一、什么是PID控制？
1、 PID 控制的基本概念
2、 PID 参数的作用
二、 PID的应用场景
三、硬件平台的选择
1、8位单片机
2、16位单片机
3、32位单片机
4、FPGA/CPLD
5、DSP（数字信号处理器）
三、在单片机上实现PID
1、硬件选择
2、软件设计
3、PID参数调优
4、时间离散化
5、抗积分饱和
四、实例应用
在自动化控制系统中，比例-积分-微分（PID）控制器因其灵活性和广泛适用性而成为最常用的控制算法之一。从工业机器人到家用电器，再到汽车的自动巡航系统，PID 控制器无处不在。本文将深入探讨如何在一个单片机平台上实现 PID 控制，并解释其背后的原理。
一、什么是PID控制？
1、 PID 控制的基本概念
PID 控制是一种反馈回路机制，它通过计算当前值与期望值之间的误差，并调整输出以最小化该误差。PID 控制由三个独立的组成部分构成：
比例 § 控制：根据当前误差的比例来调整输出。
积分 (I) 控制：累积过去的误差，帮助消除稳态误差。
微分 (D) 控制：基于误差的变化率，预测未来的趋势并进行调整。
这三个部分可以通过下面的公式组合起来： [ u(t) = K_p e(t) + K_i \int_{0}^{t} e(\tau) d\tau + K_d \frac{de(t)}{dt} ] 其中 (u(t)) 是控制器的输出，(K_p)、(K_i) 和 (K_d) 分别是比例、积分和微分增益，(e(t)) 是误差信号。
2、 PID 参数的作用
比例系数 (K_p)：决定了对误差的即时反应强度。较高的 (K_p) 可以加快响应速度，但过高的值可能导致系统不稳定。
积分时间常数 (T_i) 或 (K_i)：用于消除稳态误差。较小的 (T_i) 或较大的 (K_i) 表示较强的积分作用，可以更快速地