先只说PID控制器的三个最基本的参数：kP,kI,kD。

kP

    P就是比例的意思。它的作用最明显，原理也最简单。我们先说这个：

    需要控制的量，比如水温，有它现在的『当前值』，也有我们期望的『目标值』。

    这就是P的作用，跟开关控制方法相比，是不是“温文尔雅”了很多。

    实际写程序时，就让偏差（目标减去当前）与调节装置的“调节力度”，建立一个一次函数的关系，就可以实现最基本的“比例”控制了。

    kP越大，调节作用越激进，kP调小会让调节作用更保守。

    要是你正在制作一个平衡车，有了P的作用，你会发现，平衡车在平衡角度附近来回“狂抖”，比较难稳住。

    如果已经到了这一步，离成功只差一小步了。

kD

    D的作用更好理解一些，所以先说说D，最后说I。

    刚才我们有了P的作用。你不难发现，只有P好像不能让平衡车站起来，水温也控制得晃晃悠悠，好像整个系统不是特别稳定，总是在“抖动”。

你心里设想一个弹簧：现在在平衡位置上。拉它一下，然后松手。这时它会震荡起来。因为阻力很小，它可能会震荡很长时间，才会重新停在平衡位置。

    请想象一下：要是把上图所示的系统浸没在水里，同样拉它一下 ：这种情况下，重新停在平衡位置的时间就短得多。

    我们需要一个控制作用，让被控制的物理量的“变化速度”趋于0，即类似于“阻尼”的作用。

    因为，当比较接近目标时，P的控制作用就比较小了。越接近目标，P的作用越温柔。有很多内在的或者外部的因素，使控制量发生小范围的摆动。

    D的作用就是让物理量的速度趋于0，只要什么时候，这个量具有了速度，D就向相反的方向用力，尽力刹住这个变化。

    kD参数越大，向速度相反方向刹车的力道就越强。

    如果是平衡小车，加上P和D两种控制作用，如果参数调节合适，它应该可以站起来了。

    等等，PID三兄弟好想还有一位。看起来PD就可以让物理量保持稳定，那还要I干嘛？

    因为我们忽视了一种重要的情况。

kI

    还是以热水为例。假如有个人把我们的加热装置带到了非常冷的地方，开始烧水了。需要烧到50℃。

    在P的作用下，水温慢慢升高。直到升高到45℃时，他发现了一个不好的事情：天气太冷，水散热的速度，和P控制的加热的速度相等了。

    这可怎么办？

    于是，水温永远地停留在45℃，永远到不了50℃。

    作为一个人，根据常识，我们知道，应该进一步增加加热的功率。可是增加多少该如何计算呢？

    前辈科学家们想到的方法是真的巧妙：设置一个积分量。只要偏差存在，就不断地对偏差进行积分（累加），并反应在调节力度上。

    这样一来，即使45℃和50℃相差不太大，但是随着时间的推移，只要没达到目标温度，这个积分量就不断增加。系统就会慢慢意识到：还没有到达目标温度，该增加功率啦！

    到了目标温度后，假设温度没有波动，积分值就不会再变动。这时，加热功率仍然等于散热功率。但是，温度是稳稳的50℃。

    kI的值越大，积分时乘的系数就越大，积分效果越明显。

    所以，I的作用就是，减小静态情况下的误差，让受控物理量尽可能接近目标值。

    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。