PID 控制概述
PID控制（比例积分微分控制）是一种常见的控制算法，用于调节过程变量，以使其与设定值相匹配。PID 控制器的方框图如下：
[图片：PID 控制器方框图]
PID 控制器接收过程值（PV），将其与设定值（SP）进行比较，并根据差异（误差）计算出调节值（MV）。调节值随后通过执行机构作用于过程，以改变过程变量。
设定值、过程值和调节值格式
设定值、过程值和调节值都是浮点数字。
设定值 (SP)：设定点是希望过程变量达到的目标值。它可以是实际要求的数值，也可以是百分比。
过程值 (PV)：过程值是过程变量的当前值。它与设定值进行比较，以确定误差。
调节值 (MV)：调节值是发送到执行机构的信号，以改变过程变量。它可以是一个模拟量（例如，0-10 V）或一个数字量（例如，脉宽调制信号）。
与模拟量输入输出模块的对接
模拟量输入输出（AI/AO）模块用于将物理信号（例如，电压、电流、温度）转换为数字信号（反之亦然）。PID 控制器可以与 AI/AO 模块连接，如下所示：
[图片：PID 控制器与 AI/AO 模块连接]
模拟量输入 (AI)：设定值和过程值通常通过 AI 模块连接到 PID 控制器。AI 模块将物理信号（例如，0-10 V）转换为数字信号，以便控制器可以读懂。
模拟量输出 (AO)：调节值通过 AO 模块发送到执行机构。AO 模块将数字信号转换为物理信号（例如，0-10 V），以控制执行机构。
设定值类型
设定值可以是两种类型：
实际要求的数值：当设定值表示过程变量的实际目标值时（例如，温度设置为 25°C）。
百分比：当设定值表示过程变量的期望百分比时（例如，设定值为 50%，表示过程变量应为其最大值的 50%）。
具体实例
让我们考虑一个控制水箱温度的示例。
设定值：60°C（实际要求的数值）
过程值：使用温度传感器测量的水箱当前温度
调节值：发送到加热器的信号（模拟量，0-10 V）
AI/AO 模块：
AI 模块将温度传感器信号（0-5 V）转换为数字信号。
AO 模块将 PID 控制器输出的数字信号转换为模拟信号，该信号控制加热器的功率（0-10 V）。
PID 控制器操作：
1. PID 控制器从 AI 模块读取过程值。
2. 控制器将过程值与设定值进行比较，计算误差。
3. 控制器使用 PID 算法计算调节值。
4. 调节值通过 AO 模块发送到加热器。
5. 加热器根据调节值调整其功率，从而改变水箱的温度。
6. 随着水箱温度接近设定值，误差减小，调节值也减小。
7. 最终，当过程值等于设定值时，调节值为零，水箱温度稳定在设定值。
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