我讲一下我校内赛使用了一点点的PID算法，根据比赛的需要，我们只需要使用kp就够了，I 和 D 需要的算力会提高，影响程序运行速度，如果程序运行的慢了，反而适得其反。自学了一下PID算法，虽然我后来的比赛也没有用到，但是我还是非常有必要把它的原理搞懂。之前没学明白，所以只是在CSDN找大佬总结好的PID算法，就算直接学习成果，也理解了好几次，因为需要用到积分和微分，我已经把高数忘了，这次总结不仅学习PID，也回忆一下高数吧，一举两得何乐而不为呢（dogo）？我也不打算学的多深，因为真正深入学习的话，我看到过一本关于PID算法的书，给我的感觉就是内容很多，大多是和一些其他方面的问题结合了一下，然后把问题解决了一通，还是和高数等等一些我已经忘记的课目结合的，真的头大。

        我觉得学习PID参考实际问题会更好理解一些，比如热水器烧水（热得快），水缸里加水等等，我认为热水器烧水是最经典的。

        其实，很多大佬已经介绍过PID了，我把我的使用过程分享一下，在把我个人学的知识总结一下，如果有错误及时指正。

        OK，正文来了：

PID是什么？

        当时我也不知道为毛叫PID ，看了这三个字母代表的含义我就明白了，还是英语知识薄弱，没办法。PID，就是比例（proportional）、积分（integral）、微分（derivative）。PID也不是很难理解，在我们生活中还是很常见的，热水器加热，四旋翼飞机的悬停等等。PID原理有专门的科学讲解，我感觉太难了，用到那几种公式；还有就是用加热水的过程去理解，这样内容反而会很多，我看了前面忘后面，完全可以自己有一个初步的认识后，再去看专业的解释和故事帮我们理解。

比例算法：P

        用一个水缸来做例子吧，假设水缸有0.2m的水，需要把水注入到1m的位置，所以需要注入0.8m深的水，需要注入的水就是一个偏差，用这个偏差来作为一个变化的基础量(error)，用这个error乘以Kp就可以让缸内的水变化，Kp可以是小数也可以是整数，当然小数增长的相对比较慢，整数就变化快了很多。偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减少偏差。

微分算法：D

        D解释起来是比较容易的，它像是一个“阻尼”的效果，是一种一直偏差迅速变大或者迅速变小的参数，使变化的系统更快平稳下来。用一个弹簧来描述这个参数，当一个弹簧挂着一个物块，而且物块在弹簧的作用上下跳动，如果把这个过程放在水里，那么物块会更快变平稳。如果是上面的水缸，这个参数的作用就不是很大。

所以，D的作用是反映偏差信号的变化趋势（变化速率），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，从而加快系统的调试变化速度，减少调节时间。

积分算法：I

        用热水为例，如果在一个很冷的地方加热水，需要加热到50°C，在P的作用下，水温慢慢升高，到了45°C，因为天气比较冷，水温升不上去了，所以吸收的热量等于水丢失的热量，如果继续使用P调节，会一直加热，如果加入D调节，加热等于散热，温度没有波动，所以也不需要调整。水温一直不能到50°C，此时需要设置一个积分变量，只要偏差存在就一直对偏差进行积分（累加），反应在调节力度上。这样长时间没有变化的水温，系统就会一直到没有到达目标温度，就开始加大功率，到了目标温度，如果温度没有波动，积分值就不会变了，这时系统调节完成。

        所以，I的作用是主要消除偏差，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数，时间越长，积分作用越弱，反之则越强。

        注意：I在使用时还有个问题：需要设定积分限制。防止在刚开始加热时，就把积分量积得太大，难以控制。

        学习PID还是需要借鉴很多大佬的成果，就是PID原理算法热门的那几篇，我就不引用了，感谢他们。