PID(比例-積分-微分)控制器的公式可以根據其套用環境(如連續系統或離散系統)和實現方式(如位置式或增量式)而有所不同。以下是一些常見的PID公式:
連續PID控制器的公式。u(t)=Kp[e(t)+1TI∫0te(t)dt+TDde(t)dt]u(t) = K_p \left[ e(t) + \frac{1}{T_I} \int_{0}^{t} e(t) dt + T_D \frac{d e(t)}{d t} \right]u(t)=Kp[e(t)+TI1∫0te(t)dt+TDdtde(t)],其中KpKpKp是比例係數,TITITI是積分時間常數,TDTDDT是微分時間常數。
離散PID控制器的公式。對於位置式離散PID,Pk+1=Pk+Ke[Ek+TF∑j=0kEj+TD[Ek−Ek−1]]Pk+1=P_k+\Delta P_kPk+1=Pk+ΔPk,其中ΔP_kΔPk是輸出量的變化,EkEkEk是第k步的偏差。對於增量式離散PID,ΔPk=Ke[Ek−Ek−1]+TFEk+TD[Ek−2Ek−1+Ek−1]ΔP_k=K_e[E_k-E_{k-1}]+K_f T_f E_k+K_d T_d [E_k-2E_{k-1}+E_{k-1}]ΔPk=Ke[Ek−Ek−1]+KfTfEk+KdTd[Ek−2Ek−1+Ek−1],其中KeKeKe是比例增益,KfKfKf是積分增益,KdKdKd是微分增益。
這些公式展示了PID控制器如何根據當前和歷史的偏差值(給定值與實際值之間的差異)來計算控制輸出,以調整系統達到或保持在一個穩定狀態。