前言

位式控制算法

        位式控制算法是一种通过比较设定值（SV）和当前值（PV）来控制目标的方法。当PV小于SV时，输出高电平，执行部件工作；当PV大于或等于SV时，输出低电平，执行部件不工作。这种算法的输出信号一般只有两种状态（LOW / HIGH）。

1：位式控制算法的输出信号out只有H和Ll两中状态

2：out的状态

位式控制算法虽然简单易实现，但存在以下几个主要的不足：

1. 控制精度不高：位式控制算法的控制精度受到比较器精度和执行部件响应时间的限制，容易出现误差。
2. 控制稳定性差：由于位式控制算法的输出信号只有两种状态，容易出现抖动现象，导致系统不稳定。
3. 对系统参数变化敏感：位式控制算法对系统参数的变化比较敏感，一旦系统参数发生变化，容易导致控制失效。
4. 无法处理连续变化：由于位式控制算法只比较当前值和设定值，无法处理连续变化的过程，容易出现控制滞后现象。

        这种算法虽然简单，但是存在非常大的缺陷，使结果很难稳定在我们设置的期望。所以我们采用了PID这种算法来更加精密的控制，下面我们就来介绍PID算法。

一：PID算法

        历史偏差：X1,X2,X3,X4........Xk-2,Xk-1,Xk；PID算法从开始运行以来到现在出现的偏差。

        当前偏差：现在的偏差

        最近偏差：最近这一次前面的2，3次偏差值。

1：比例算法---P

p算法也就是我们的比例算法

        OUT=Kp*EK+out0-----比例算法

        out0:当EK为0时，不至于不输出信号。

        EK:出现的偏差

        比例系数Kp越大，控制作用越强，但过大的比例系数会导致系统不稳定。比例控制算法具有简单、快速、直观等优点，适用于一些较为简单的控制系统。

        在实际应用中，为了提高控制精度和稳定性，常常将比例控制算法与积分控制算法（I）和微分控制算法（D）进行组合，形成PID控制算法。其中，积分控制算法可以消除静差，提高系统的稳态精度；微分控制算法可以预测未来误差的变化趋势，提前进行调节，提高系统的动态性能。

2：积分算法---I

SK=E1+E2+E3+E4+.......+Ek-2+Ek-1过去历史点的所有偏差点的值；有正有负（见前面）

SK=E1+E2+E3+E4+.......+Ek-2+Ek-1=

        A：>0 过去的这个段时间大部分都没有达标。  （正的数大于负的数，正：期望值（Sv）>反馈值（Pv））

        B：=0

        C：<0  过去的这段时间大部分都超标了。 （正的数小于负的数，负：期望值（Sv）<反馈值（Pv））

        OUT=Kp*Sk+OUT0

        PID算法中的积分算法主要考虑的是控制对象的历史误差情况。具体来说，积分算法会将过去的误差状况参与当前的输出控制。然而，当系统没有到达目标期间，这些历史误差会对当前的输出产生干扰。

        在系统进入稳定状态后，特别是当前值和设定值没有误差时，积分算法就会根据过去的误差值输出一个相对稳定的控制信号，防止偏离目标值。

3：微分算法---D

偏差的差

Dk=Ek-Ek-1

        A：>0 偏差增大的趋势

        B：=0 

        C：<0 偏差减小的趋势

OUT=Kp*Dk +OUT0

        微分偏差是指控制系统在输入偏差发生变化时，输出变量与设定值之间的偏差。微分偏差反映了偏差信号的变化趋势，可以预测系统未来的变化趋势。

        在PID控制算法中，微分控制环节的作用是利用偏差信号的变化趋势来调节输出，以减小系统的超调量和调节时间。微分控制环节的调节作用与偏差信号的变化速度成正比，当偏差信号变化速度较大时，微分控制环节的调节作用较强；当偏差信号变化速度较小时，微分控制环节的调节作用较弱。

        在实际应用中，需要根据被控系统的特性和要求来选择合适的微分参数，以获得更好的控制效果

4：PID算法模型

OUT=Pout+Iout+Dout

        =（Kp*Ek+out）+（Kp*Sk+out）+(Kp*Dk+out)

        =Kp（Ek+Sk+Dk）+out

        这样做可以弥补单独的不足，计算出的out为一个周期的脉宽（高电平）；

Sk的处理：

        T：采样周期T是指从一个采样时刻点到下一个采样时刻点的时间间隔。换句话说，它是指在一个控制系统或算法中，两次连续采样的时间间隔。在PID控制算法中，采样周期T是一个重要的参数，它决定了控制系统的响应速度和精度。采样周期T的大小会对控制系统的性能产生影响，如果采样周期T过长，可能会导致系统响应滞后，影响控制效果；如果采样周期T过短，可能会导致系统过于敏感，容易产生超调和震荡。因此，需要根据实际情况选择合适的采样周期T，以保证控制系统的稳定性和准确性。

        Ti：积分时间在PID控制中是指控制器输出的变化率，它决定了控制器输出的增长速度。积分时间Ti越大，控制器输出的增长速度越慢，反之则越快。积分时间Ti的选择会影响系统的静态误差消除速度和超调量。如果积分时间Ti过小，可能会导致系统产生较大的超调量；如果积分时间Ti过大，则会导致系统静态误差消除速度变慢。因此，需要根据实际情况选择合适的积分时间Ti，以实现最优的控制效果