PID到底是什么

　　PID，就是“比例（proportional）、积分（integral）、微分（derivative）”，是一种很常见的控制算法。PID 已经有 107 年的历史了。它并不是什么很神圣的东西，大家一定都见过 PID 的实际应用。比如四轴飞行器，再比如平衡小车 。..。.. 还有汽车的定速巡航、3D 打印机上的温度控制器 。..。 就是类似于这种：需要将某一个物理量“保持稳定”的场合（比如维持平衡，稳定温度、转速等），PID 都会派上大用场。那么问题来了：比如，我想控制一个“热得快”，让一锅水的温度保持在 50℃，这么简单的任务，为啥要用到微积分的理论呢。你一定在想：这不是 so easy 嘛~ 小于 50 度就让它加热，大于 50 度就断电，不就行了？几行代码用 Arduino 分分钟写出来。没错~在要求不高的情况下，确实可以这么干~ But！如果换一种说法，你就知道问题出在哪里了：如果我的控制对象是一辆汽车呢？要是希望汽车的车速保持在 50km/h 不动，你还敢这样干么。设想一下，假如汽车的定速巡航电脑在某一时间测到车速是 45km/h。它立刻命令发动机：加速！结果，发动机那边突然来了个 100%全油门，嗡的一下，汽车急加速到了 60km/h。这时电脑又发出命令：刹车！结果，吱 。..。..。..。..。.. 哇 。..。..。..。..（乘客吐） 所以，在大多数场合中，用“开关量”来控制一个物理量，就显得比较简单粗暴了。有时候，是无法保持稳定的。因为单片机、传感器不是无限快的，采集、控制需要时间。而且，控制对象具有惯性。比如你将一个加热器拔掉，它的“余热”（即热惯性）可能还会使水温继续升高一小会。这时，就需要一种『算法』：它可以将需要控制的物理量带到目标附近它可以“预见”这个量的变化趋势它也可以消除因为散热、阻力等因素造成的静态误差 。..。 于是，当时的数学家们发明了这一历久不衰的算法——这就是 PID。你应该已经知道了，P，I，D 是三种不同的调节作用，既可以单独使用（P，I，D），也可以两个两个用（PI，PD），也可以三个一起用（PID）。这三种作用有什么区别呢？客官别急，听我慢慢道来