PID控制器闭环系统工作原理

设定点：这是控制系统希望达到的目标值。

目标值：设定点输入的目标值，通过“输入”箭头连接到“比较器”。

传感器：用于测量系统实际运行状态的装置。

实际输出值：过程变量的具体数值，描述传感器测量的实际输出值。

比较器：比较目标值和实际输出值来计算误差信号，通过“误差计算”箭头接收两个输入。

PID控制器：根据比较器计算出的误差信号，PID控制器决定如何调整控制动作。它包含三个主要部分：比例项（P）、积分项（I）和微分项（D）。

控制动作：PID控制器输出的控制指令，用来调整执行器的动作。

执行器：接收控制动作，并将其转化为对被控对象的实际操作。

被控对象：系统试图控制的对象，其状态会因执行器的操作而改变。

被控对象新状态：执行器操作后被控对象的状态变化。

反馈：被控对象新状态的一部分作为反馈回到传感器，形成闭环控制。

比例项 (P)、积分项 (I)、微分项 (D)：这些是构成PID控制器的核心部分，分别对应于PID算法中的不同功能：
- 比例项（P）：根据当前误差直接调整控制量。
- 积分项（I）：消除静态误差，确保长期精度。
- 微分项（D）：预测未来趋势，提高系统的响应速度。

设定点→目标值：设定点指的是系统期望达到的目标值。这个值传递到目标值，作为系统期望实现的标准。

传感器→实际输出值：传感器用于测量系统的实际输出。实际输出值是传感器测量得到的数据，代表当前系统的实际状态。

目标值→比较器：目标值作为参考值，传递给比较器，以便与实际输出值进行比较。

实际输出值→比较器：实际输出值同样传递给比较器，用于与目标值进行比较，从而计算误差。

比较器→PID控制器：比较器计算出的误差信号传递给PID控制器，PID控制器根据这个误差信号来决定如何调整系统。

PID控制器→控制动作：PID 控制器根据误差信号计算出所需的控制动作，以调整系统使其更接近目标值。

控制动作→执行器：控制动作被传递给执行器，执行器根据控制动作调整系统的实际操作。

执行器→被控对象：执行器对被控对象进行实际的调整，以改变其状态。

被控对象→传感器：被控对象经过调整后的状态由传感器再次测量，形成闭环反馈。

被控对象→被控对象新状态：执行器的作用导致被控对象达到一个新的状态。

被控对象新状态→传感器：新状态再次被传感器测量，并反馈到系统中。

被控对象新状态→反馈：新状态作为反馈信息，返回到系统的输入端，用于下一轮的比较和调整。

PID控制器→比例项：PID 控制器包含比例项，用于根据当前误差的大小调整输出。

PID控制器→积分项：PID 控制器包含积分项，用于累积过去的误差，以消除静态误差。

PID控制器→微分项：PID 控制器包含微分项，用于预测未来的误差变化趋势，并作出快速反应。