改善初学者的PID（一）—简介
一、简介
结合新的Arduino PID库的发布，我决定发布此系列文章。 最后一个库虽然可靠，但实际上并没有任何代码说明。 这次围绕该计划详细解释代码为何如此。 我希望这对两类人有用：
-
直接对Arduino PID库中发生的事情感兴趣的人将获得详细说明。
-
任何编写自己的PID算法的人都可以看看我的工作方式，并借用他们喜欢的任何东西。
这将是一个艰难的口号，但我认为我发现了一种不太痛苦的方式来解释我的代码。 我将从所谓的“初学者的PID”开始。然后逐步进行改进，直到获得具有高效，鲁棒性的pid算法。
初学者的PID
这是每个人首先学习的PID公式：
这使得几乎每个人都编写以下PID控制器：
/*working variables*/
unsigned long lastTime;
double Input, Output, Setpoint;
double errSum, lastErr;
double kp, ki, kd;
void Compute()
{
/*How long since we last calculated*/
unsigned long now = millis();
double timeChange = (double)(now - lastTime);
/*Compute all the working error variables*/
double error = Setpoint - Input;
errSum += (error * timeChange);
double dErr = (error - lastErr) / timeChange;
/*Compute PID Output*/
Output = kp * error + ki * errSum + kd * dErr;
/*Remember some variables for next time*/
lastErr = error;
lastTime = now;
}
void SetTunings(double Kp, double Ki, double Kd)
{
kp = Kp;
ki = Ki;
kd = Kd;
}Compute（）被定期或不定期调用，并且效果很好。不过，本系列不是关于“效果很好”的内容。如果要将该代码转换为与工业PID控制器类似的代码，则必须解决一些问题：
- 采样时间 - 如果定期对PID算法进行评估，则其效果最佳。如果算法知道此间隔，我们还可以简化一些内部数学运算。
- 微分冲击 - 这不是最大的问题，但是很容易解决，因此我们将这样做。
- 动态调整参数 - 一种好的PID算法可以在不影响内部工作的情况下更改调整参数。
- 缓解积分饱和 - 我们将介绍什么是缓解积分饱和，并实施具有附带好处的解决方案。
- 开/关（自动/手动）- 在大多数应用中，有时需要关闭PID控制器并手动调节输出，而不会干扰控制器。
- 初始化 - 控制器首次开启时，我们希望进行”无扰动的传输“，也就是说，我们不希望输出突然变为某个新值。
- 控制方向 - 最后一个不是鲁棒性本身名称的更改，它旨在确保用户输入具有正确符号的调优参数。
- 新增 测量比例（Proportional on Measurement） - 添加这个特性使得它更加容易控制特定类型的过程。
测量比例（Proportional on Measurement）** - 添加这个特性使得它更加容易控制特定类型的过程。
解决所有问题后，我们将获得一个可靠的PID算法。我们也会（并非偶然）拥有最新版本的Arduino PID 库中使用的代码。因此，无论你在尝试编写自己的算法，还是试图了解PID库正在发生的事情，希望对你有所帮助。让我们开始吧。