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PID，就是“比例（proportional）、積分（integral）、微分（derivative）”，是一種很常見的控制算法。在工程實際中，應用最為廣泛的調節器控制規律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調節。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。
算法是不可以吃的。
PID已經有107年的歷史了。
它并不是什么很神圣的東西，大家一定都見過PID的實際應用。
比如四軸飛行器，再比如平衡小車......還有汽車的定速巡航、3D打印機上的溫度控制器....
就是類似于這種：需要將某一個物理量“保持穩定”的場合（比如維持平衡，穩定溫度、轉速等），PID都會派上大用場。
那么問題來了：
比如，我想控制一個“熱得快”，讓一鍋水的溫度保持在50℃
這么簡單的任務，為啥要用到微積分的理論呢。
你一定在想：
這不是so easy嘛~ 小于50度就讓它加熱，大于50度就斷電，不就行了？幾行代碼用Arduino分分鐘寫出來。
沒錯~在要求不高的情況下，確實可以這么干~ But！ 如果換一種說法，你就知道問題出在哪里了：
如果我的控制對象是一輛汽車呢？
要是希望汽車的車速保持在50km/h不動，你還敢這樣干么。
設想一下，假如汽車的定速巡航電腦在某一時間測到車速是45km/h。它立刻命令發動機：加速！
結果，發動機那邊突然來了個100%全油門，嗡的一下，汽車急加速到了60km/h。
這時電腦又發出命令：剎車！
結果，吱...............哇............(乘客吐)
所以，在大多數場合中，用“開關量”來控制一個物理量，就顯得比較簡單粗暴了。有時候，是無法保持穩定的。因為單片機、傳感器不是無限快的，采集、控制需要時間。
而且，控制對象具有慣性。比如你將一個加熱器拔掉，它的“余熱”（即熱慣性）可能還會使水溫繼續升高一小會。
這時，就需要一種『算法』：
它可以將需要控制的物理量帶到目標附近
它可以“預見”這個量的變化趨勢
它也可以消除因為散熱、阻力等因素造成的靜態誤差
....
于是，當時的數學家們發明了這一歷久不衰的算法——這就是PID。
你應該已經知道了，P，I，D是三種不同的調節作用，既可以單獨使用（P，I，D），也可以兩個兩個用（PI，PD），也可以三個一起用（PID）。
這三種作用有什么區別呢？客官別急，聽我慢慢道來
我們先只說PID控制器的三個最基本的參數：kP,kI,kD。
kP
P就是比例的意思。它的作用最明顯，原理也最簡單。我們先說這個：
需要控制的量，比如水溫，有它現在的『當前值』，也有我們期望的『目標值』。
當兩者差距不大時，就讓加熱器“輕輕地”加熱一下。
要是因為某些原因，溫度降低了很多，就讓加熱器“稍稍用力”加熱一下。
要是當前溫度比目標溫度低得多，就讓加熱器“開足馬力”加熱，盡快讓水溫到達目標附近。
這就是P的作用，跟開關控制方法相比，是不是“溫文爾雅”了很多。
實際寫程序時，就讓偏差（目標減去當前）與調節裝置的“調節力度”，建立一個一次函數的關系，就可以實現最基本的“比例”控制了~
kP越大，調節作用越激進，kP調小會讓調節作用更保守。
要是你正在制作一個平衡車，有了P的作用，你會發現，平衡車在平衡角度附近來回“狂抖”，比較難穩住。
如果已經到了這一步——恭喜你！離成功只差一小步了~
kD
D的作用更好理解一些，所以先說說D，最后說I。
剛才我們有了P的作用。你不難發現，只有P好像不能讓平衡車站起來，水溫也控制得晃晃悠悠，好像整個系統不是特別穩定，總是在“抖動”。
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