对PID control 调参的认识（二） 结论：比例系数增大，闭环系统的灵敏度增加，稳态误差减小，系统振荡增强；比例系数超过某个值时，闭环系统可能变得不稳定。 结论：可以提高系统的型别，使系统由有差变为无差；积分作用太强会导致闭环系统不稳定。 结论：微分具有预报作用，会使系统的超调量减小，响应时间变快。 几条基本的PID参数整定规律：
采样率：
（1）采样率太低，由于采样延迟的累积，系统性能降低；
（2）采样率过高，可能会在微分项中产生噪声，积分项中造成溢出。
采样率设置：
采样率应该能灵活设置，因为任何比较困难的控制情况下会需要提高采样率，事实上像要控制一个难控制的被控设备，或者需要微分控制，或者需要非常 高精度控制都要提高采样率。然而，如果你的控制情况很简单，你可以稍微降低 采样率（我会毫不犹豫地延长采样时间，超过需要的稳定时间的五分之一）。如 果你不需要微分控制，而且有足够位来处理你的积分项，那你可以把采样率设为比预期稳定时间快 1000 倍。
比例项：
单独比例控制对惯性系统不适应，不管增益有多低，被控器总是有大量的延迟，系统就会产生振荡。随着比例增益的增加，输出振荡的频率也会增加，但系统不会稳定。
积分项：微分项：
积分状态“记忆”了前面所有的误差， 可以让控制器消除输出的长期误差。同样这个积分状态也可能会造成不稳定，因为在被控设备取得速度之后，控制器总是反应太慢。为了稳定这两个系统，需要从比例项中获得一些当前值。
注意：第一，随着误差的累积，系统采样的时间变得很重要。
第二，必须注意积分器的范围避免积分饱和。（如果控制器需要努力推动被控设备，控制器输出会要花费超出驱动器可接受的大量时间，这种情况称为饱和。如果你采用 PI 控制器，当所有时间都花费在饱和情况下时，积分状态会增长（饱和）成一个非常大的值。当被控设 备到达目标值时，积分器的值仍然非常大，被控设备驱动会超出目标值，直到积 分状态减小，然后系统就逆转。这种情况下系统不能达到目标位置，但会沿着目 标位置慢慢振荡。 ）
微分控制非常强大，但它也是最容易出问题的控制类型。可能会碰到这几个问题，无规律采样，噪声，高频振荡，高频小幅振荡（Kd太大导致幅度降低但频率变大）。发现控制输出正比于位置改变和采样时间。当位置改变是恒速的，但你采样时间变化，微分项就会产生噪声。由于微分增益通常就是个很大的值，那么噪声也会被放到很大。 采用微分控制的时候，必须密切关注采样。要保证采样间隔一致， 在任何时候不超出 %的范围内，当然越接近越好。如果硬件做不到这么好的采样间隔，那么就要在软件里保持很高的优先级。不需要精密执行控制器，只需要保证采样时刻准确。最好是把采样放在中断服务程序里，或者高优先级的任务中， 执行代码放在优先级不高的代码中。 微分控制伴有噪声问题，噪声通常广泛分布在整个频谱里面，控制命令的输 入和被控设备输出，通常在低频率范围。比例控制不受噪声干扰，积分控制平均 了输入值可以干掉噪声，微分控制增强了高频信号，同时也增强了噪声。可以看 上面设置的微分增益，在每个采样点上引入一点点不同的噪声。可以在微分输出后面加一级低通滤波器以减少噪声，但这会严重影响它的性能。这一问题主要看预见所有噪声的可能性有多大、得到纯净输入所能付出的代价是多少，还有就是你用微分控制获得高性能的迫切性。能解决这些问题，就完全可以不用微分控制，要硬件伙计给低噪声的输入，或者寻找一位控制系统专家。
法一：调参时应将Kp调大到小范围内等幅振荡后加入Kd，（1）若Kd太大则会导致振荡频率明显加剧，此时应将Kd减小直到等幅振荡的幅度与频率都明显降低，之后在减小Kp直到振荡的幅度和频率几乎缓和，再加入Ki(注意积分饱和即可)。对于Ki的加入，太大时会引起系统振荡，太小则不会起到积分修正误差的作用，（2）若Kd太小则不会对系统的振荡造成阻尼抑制。（对系统增加干扰或阶跃输入来观测是否能够快速准确的恢复到平衡点或者跟随，从而来判断系统所选取的Kp Kd 是否满足需求）
（1）增大比例系数一般将加快系统的响应，在有静差的情况下有利于减小静差，但是过大的比例系数会使系统有比较大的超调，并产生振荡，使稳定性变坏。（2）增大积分时间有利于减小超调，减小振荡，使系统的稳定性增加，但是系统静差消除时间变长。（3）增大微分时间有利于加快系统的响应速度，使系统超调量减小，稳定性增加，但系统对扰动的抑制能力减弱。
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