[自控]PID入门（一）开环与闭环

PID是自控中非常重要也是非常常用的一个算法，很多地方都会用到，如果能将pid理解并且加以熟练应用的话可以做到非常好的控制效果。

本篇文章会带大家粗略的认识一下开闭环的概念

从一个栗子入手

想不出啥更好的例子了，这里就用之前看见别人举的例子吧。
如下图：

下面是一根水管，方块可以理解为水阀，人手里的拉杆可以改变电车方向操纵水阀的开合程度。

这个小人的任务是控制输出的水流到某一个设定的流量

根据这个小人的摆烂程度，我们可以将他的工作情况作两种划分

开环控制

这里的小人想摆烂了，他只会根据设定的水流量进行拉动拉杆的操作，其他任何事件都不归他管

为了显得稍微专业点我准备了下面这张图：

上面就是一个最简单的开环控制系统了

控制器即小人的脑袋及小人手里的拉杆，控制器可以通过输入来调整自己的输出
执行器即阀门

可以看到这个系统其实不是非常可靠，我们并不知道这个实际输出到底有没有达到我们的预期值。
打个比方说，如果设定需要1L/s的流量，小人就会拉动拉杆10度，但是实际上可能会因为水阀的误差、输入水流的变化导致输出水流并不能达到我们的预期值。
因此万不得已千万别用开环除非你足够自信或者想摆烂

闭环控制

这人终于有那么点干活的样子了

他现在可以用他的眼睛去看水流的输出！
小人通过水流的输出和设定的任务值两方面去调节这个拉杆

同样的，我这里也画张稍微专业点的图：

上图就是一个简单的闭环了
通过传感器的采样，将实际输出值也作为输入值给控制器，这样一来控制器就有两个输入。
我们可以通过控制器里面的算法去输出，最终也就可以达到一个比较理想的结果。

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讲了那么多其实也不是很多，那么PID究竟是个啥呢？其实PID就是在控制器里面跑的一个非常经典的算法了。关于PID的内容，我会在下篇文章中介绍。