想象你在开车,你的目标速度(设定值)是 60 千米 / 小时。
比例控制(P)部分
就像是你根据当前速度和目标速度的差距来踩油门或者刹车。如果你的车速是 40 千米 / 小时,和目标速度差了 20 千米 / 小时。比例控制就像是你根据这个差距来决定踩油门的力度。如果这个差距很大,你就会用力踩油门,让车速快速提升。但是如果你踩得太用力(比例系数太大),可能就会一下子超过目标速度。
积分控制(I)部分
这就好比你在路上一直开得比目标速度慢一点,比如一直是 58 千米 / 小时。积分控制就像是你心里在默默计算这个慢的差距累积起来的时间。随着时间的推移,你会觉得应该再多踩一点油门,来弥补这个一直存在的小差距,直到你真正达到目标速度 60 千米 / 小时,这个心里默默计算的累积差距才会停止增加,让车速稳定在目标速度。
微分控制(D)部分
假设你正在加速向目标速度靠近,当你看到速度表指针快速上升,快接近 60 千米 / 小时的时候。微分控制就像是你预判到如果再这么快加速就要超速了,所以你会稍微松一点油门,让车速平稳地达到目标速度,而不是冲过去。
在自动电力调整器里,PID 控制器也是这样。它会根据和目标值的差距(比例)、过去一直存在的小差距(积分)、以及现在变化的快慢(微分)来调整输出功率,就像你开车时调整油门一样,让实际的电力输出(像车速一样)能够精准地达到我们设定的目标值。