这篇文章我们来聊聊一个看似高深莫测，但其实离我们生活并不远的话题——PID控制系统的参数整定与调参。别被专业名词吓到，我会用通俗易懂的语言，让你在这方面也能轻松驾驭。
如果你不知道PID控制是什么，那我就建议你回头去看看前面我写的PID算法相关文章再来！！
控制目标控制目标首先我们要明白什么样的控制系统能被认为是性能比较好的系统？也就是我们调参到底做到什么程度才叫调好了？
我们主要是看这三个方面指标：
1.稳定性2.快速性3.准确性
这三个指标对应的具体评估指标就是最大超调量、上升时间、静差。
如上图，红色为系统响应曲线，白色为目标曲线。最大超调量就是图中所示3，是响应曲线的最大峰值和稳态值的差值，是稳定性的重要指标。上升时间是指响应曲线从开始状态到第一次达到输出稳定值所需要的时间，如上图中1到2所示，是评估系统快速性的指标。静差就是被控量稳定值与给定值之间差值，用于评估系统的准确性，如上图2所示。
我们所谓调参就是通过调节PID三个权重系数，来让系统的这三个指标最佳化。
通用参数整定思路我们知道PID三个项作用可以简单总结如下：
比例项P用于提高响应速度、积分项I用于减小静差、微分项D用于抑制震荡，增大阻尼。
下面我们来看看通用调参思路。
先将积分、微分系数置零，这样系统就是纯比例控制。接着逐渐增大比例系数P，直至系统出现振荡；
P系数增大当然，看到上面这个现象，一定要先确认一下系统硬件是否出现问题，比如电机堵转，电压不稳等，先排除硬件问题。
我们可以看到上面比例系数过大，导致系统震荡，超调量很大。接着再逐渐减小比例系数，直至系统振荡消失。
调小P我们可以看到调小比例系数P之后，系统震荡和超调都变小，但是最大超调量依然还是小幅度存在。如果现在我们已经无法再通过调节P来消除这个小幅度，下面就要考虑加入微分调节。
3.为了抑制这个小幅度超调，我们逐步增加微分比例系数D,直至超调量基本消失，如果此时效果较较佳，就不用考虑引入积分环节。
微分加入如上图我们可以看到引入微分环节之后，上升时间很短，超调量没有了，但是出现了静态误差。
因为有了静态误差，我们就需要逐渐增大积分系数I，并同时观察曲线的变化，如果消除静差的时间过长，则可以再适当增大积分系数，注意兼顾系统的最大超调量。
如果引入积分项之后系统的又出现微幅度超调，还是要继续增大点微分项来抑制，直至出现较好效果。
在工程实践中，不同的控制系统对控制效果要求不一样，比如平衡车对系统响应速度要求高，控制门窗的开合对快速性不高，但是对稳定性和准确性要求很高。所以我们要根据被控系统要求来调节参数，并不是所有系统都追求所有指标高。
调节思路总结一下：先只使用比例控制，增大P系数至系统震荡之后加入微分控制D以增大阻尼，抑制震荡，之后再结合系统对响应和静差等具体要求来调节比例P和积分I系数。
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