自動控制原理
從控制的方式看，自動控制系統有閉環和開環兩種。
閉環控制：
閉環控制也就是（負）反饋控制，原理與人和動物的目的性行為相似，系統組成包括感測器（相當於感官），控制裝置（相當於腦和神經），執行機構（相當於手腿和肌肉）。感測器檢測被控物件的狀態資訊（輸出量）,並將其轉變成物理（電）訊號傳給控制裝置。控制裝置比較被控物件當前狀態（輸出量）對希望狀態（給定量）的偏差，產生乙個控制訊號，通過執行機構驅動被控物件運動，使其運動狀態接近希望狀態。在實際中，閉環（反饋）控制的方法多種多樣，應用於不同領域和各個方面，當前廣泛應用並快速發展的有：最優控制，自適應控制，專家控制（即以專家知識庫為基礎建立控制規則和程式），模糊控制，容錯控制，智慧型控制等。
開環控制：
開環控制也叫程式控制，這是按照事先確定好的程式，依次發出訊號去控制物件。按訊號產生的條件，開環控制有時限控制，次序控制，條件控制。20世紀80年代以來，用微電子技術生產的可程式設計序控制器在工業控制（電梯，多工步工具機，自來水廠）中得到廣泛應用。當然，一些複雜系統或過程常常綜合運用多種控制型別和多類控制程式。
在實際情況當中，絕大多數都是使用的閉環控制，閉環控制有反饋調節環節，這樣可以實時的監測系統的狀態，如果當前的系統狀態沒有達到預設的情況，則會根據偏差進行調整，直到達到預設狀態為止。
pid控制器原理
pid控制演算法作為閉環控制演算法的基礎，在工程實際中得到了廣泛的應用。pid控制器問世至今已有近70年歷史，它以其結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便而成為工業控制的主要技術之一。當我們不完全了解乙個系統和被控物件，或不能通過有效的測量手段來獲得系統引數時，最適合用pid控制技術。在單迴路控制系統中，由於擾動作用使被控引數偏離給定值，從而產生偏差。自動控制系統的調節單元將來自變送器的測量值與給定值相比較之後產生的偏差進行比例、微分、積分運算，並輸出統一標準訊號，去控制執行機構的動作。pid控制器就是根據系統的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的。pid控制演算法的核心就是：比例§、積分(i)、微分(d)。
①比例（p）控制 ：
比例控制是一種最簡單的控制方式。是按比例反應系統的的偏差，系統一旦出現了偏差，比例調節立即產生調節作用，減少偏差。比例作用大，可以加快調節，減少誤差，但是過大的比例，是系統的穩定性下降，甚至造成系統的不穩定。但當僅有比例控制時系統輸出存在穩態誤差。
②積分（i）控制 ：
在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差訊號的積分成正比關係。積分項對誤差取決於時間的積分，隨著時間的增加，積分項會增大。這樣，即便誤差很小，積分項也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩態誤差進一步減小，直到等於零。由於積分作用輸出隨時間積累而逐漸增大，故調節動作緩慢，這樣會造成調節不及時，使系統穩定裕度下降。因此積分作用一般不單獨使用，而是與比例作用組合起來構成pi調節器，用於控制系統中減小穩態誤差。
③微分（d）控制 ：
在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差訊號的微分（即誤差的變化率）成正比關係。 自動控制系統在克服誤差的調節過程中可能會出現振盪甚至失穩，其原因是由於存在有較大慣性元件（環節）或有滯後(delay)元件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落後於誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化「超前」，即在誤差接近零時，抑制誤差的作用就應該是零。而微分項能**誤差變化的趨勢，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等於零，甚至為負值，從而避免了被控量的嚴重超調。所以對有較大慣性或滯後的被控物件，比例+微分(pd)控制器能改善系統在調節過程中的動態特性。比例p只與偏差成正比，積分作用i是偏差對時間的積累，微分作用d是偏差的變化率。自動調節系統中當干擾出現時微分d立即起作用，p隨偏差的增大而明顯起來，兩者首先起克服偏差的作用，使被控量在新值上穩定，此新穩定值與設定值之差叫餘差，而i隨時間增加逐漸增強，直至克服掉餘差，使被控量重返到設定值上來。
常用的有兩種pid控制演算法，即位置式演算法和增量演算法。增量演算法就是相對於標準演算法的相鄰兩次運算之差，根據具體的應用適當選擇使用哪一種演算法，直接計算法得到的是當前需要的控制量，而相鄰兩次控制量的差就是增量。
1.標準的位置式計算法公式：
pout(t)=kpe(t)+ki∑e(t)+kd*(e(t)-e(t-1));
2.增量法計算公式：
pdlt= pout(t)- pout(t-1)；即pdlt=kp*(e(t)-e(t-1))+kie(t)+kd(e(t)-2*e(t-1)+e(t-2));
pid控制器的引數整定：
pid控制器的引數整定是控制系統設計的核心內容。pid控制器引數整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計算整定法。它主要是依據系統的數學模型，經過理論計算確定控制器引數。這種方法所得到的計算資料未必可以直接用，還必須通過工程實際進行調整和修改。二是工程整定方法，它主要依賴工程經驗，直接在控制系統的試驗中進行，且方法簡單、易於掌握，在工程實際中被廣泛採用。pid控制器引數的整定方法，主要有臨界比例法、反應曲線法和衰減法。三種方法各有其特點，其共同點都是通過試驗，然後按照工程經驗公式對控制器引數進行整定。但無論採用哪一種方法所得到的控制器引數，都需要在實際執行中進行最後調整與完善。
我個人經驗，一般pid引數確定的步驟如下：
c語言實現pid控制演算法
自動控制原理
被控物件 被控變數 期望目標 頻域 描述閉環控制系統 訊號 輸入量 輸出量控制量 反饋量偏差量 控制系統分類 依據結構 依據輸入訊號特徵 依據輸入訊號變化特徵 按系統固有內在特性 程式控制系統 線性系統 疊加性 多輸入等於各自單獨作用之和 均勻性 輸入比例增大,輸出等比例增大 非線性系統 不同時滿足...
水幫浦自動控制原理
當水位低於預先設定的低水位報警線時使水幫浦啟動上水 當水位公升至預先設定的高水位報警線時，使水幫浦停止工作，使水位自動控制在一定範圍內。水位資訊與水幫浦的啟停關聯起來，可採用無線傳輸技術，實現無人操作，缺水自動上水 水滿自動停水，既方便省事又節約水電資源，不會出現水上滿後沒有及時關掉電源而四處溢流的...
閱《自動控制原理》感想
以前對於電氣方面的學習一直不是很感冒，興趣很少，更喜歡理論性分析，但看了 自動控制原理 後，我對電氣盡有種發自內心的喜愛。在某乎上看到電氣工程及其自動化將來會用到cadence，心裡竊喜，我當初在圖書館玩著無聊 ps 雖然當初快考試了，我真的不想複習那些課程啊 就打發時間學cadence，的確當時包...