開關(guān)電源從理論上來說，是個強病態(tài)系統(tǒng)，但經(jīng)過工程化近似，好多問題可以運用經(jīng)典控制理論來解決。而經(jīng)典控制理論里面的PID調(diào)節(jié)，有個膾炙人口，大家耳熟能詳?shù)目谠E，就是著名的PID調(diào)節(jié)口訣：
這是一條所有學(xué)過《自動控制理論》的人，都能熟記于心的口訣。小弟不才，原與各位共同討論這個話題。
PID調(diào)節(jié)，何為P，何為I，何為D?何為零點，何為極點及它們在系統(tǒng)中的影響，讓我們一步步展開~
先把沙發(fā)坐了，慢慢討論與更新。
所謂P者，即proportion比例環(huán)節(jié)，作為最基本的控制作用，瞬態(tài)反應(yīng)快，比例增益變大會減小穩(wěn)態(tài)誤差增加穩(wěn)態(tài)精度，但會使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降。
所謂I者，即integral積分環(huán)節(jié)，只要還有誤差（即殘余的控制偏差）存在，積分控制就按部就班地逐漸增加控制作用直到余差消失，所以積分的效果比較緩慢。
所謂D者，即differential環(huán)節(jié)，微分控制是一種 “預(yù)見” 型的控制，它測出偏差的瞬時變化率，作為一個有效早期修正信號，在超調(diào)量出現(xiàn)前會產(chǎn)生一種校正作用。如果系統(tǒng)的偏差信號變化緩慢或是常數(shù)，偏差的導(dǎo)數(shù)就很小或者為零，這時微分控制也就失去了意義。微分控制的特點是：盡管實際測量值還比設(shè)定值低，但其快速上揚的沖勢需要及早加以抑制，否則等到實際值超過設(shè)定值再作反應(yīng)就晚了。但如果作為基本控制使用，微分控制只看趨勢不看具體數(shù)值所在，最理想的情況是能夠把實際值穩(wěn)定下來，但無法保證穩(wěn)定在設(shè)定值，所以微分控制不能作為基本控制作用。
上述可算是對PID調(diào)節(jié)的三個工具作用做的總結(jié)，如何使用它們，就要引出幾個很重要的概念：負(fù)反饋、傳遞函數(shù)、零點、極點。
俺搶個板凳
兄臺所言不假~
一個完整的控制過程，起碼需要包含兩個元素：一個是控制環(huán)節(jié)，一個是控制對象。
其中控制環(huán)節(jié)是《自動控制理論》研究的內(nèi)容，控制對象是一個建立模型的過程，從物理模型轉(zhuǎn)化到數(shù)學(xué)模型，這也算是一門學(xué)科。本貼是想討論 經(jīng)典控制理論的PID調(diào)節(jié)，更具體點是 閉環(huán)時域分析法，希望能討論的深入點，話題就不能鋪得太廣。至于兄臺所提的疑問，有時間的話，我們另開貼討論，好嗎？如果兄臺需要峰值電流模式建模方面的資料，為保持版面清潔，可以站內(nèi)短信我，我Mail些資料給你，何如？
做過數(shù)字電源的能深刻理解PID。
P是輸出與基準(zhǔn)之差。能輸出誤差較大情況下，迅速調(diào)節(jié)輸出。
I是累加輸出與基準(zhǔn)之差后再除以累加次數(shù)。能在輸出誤差不太大的情況下，迅速調(diào)節(jié)輸出。
D是上上次輸出與基準(zhǔn)之差，與上次輸出與基準(zhǔn)之差，兩值再做差。能預(yù)測本次輸出與基準(zhǔn)之間的差距。能非常細(xì)微的調(diào)節(jié)輸出。
最后P\I\D都乘以一個常數(shù)，（這個常數(shù)就是調(diào)節(jié)P\I\D的作用大?。┰僮龊瓦\算，所得的數(shù)值去控制輸出信號。
P值太大會過沖，嚴(yán)重會大幅震蕩。
I值過大會嚴(yán)重削弱P的調(diào)節(jié)功能，讓系統(tǒng)反應(yīng)過慢。
D值過大會產(chǎn)生所謂毛刺。
本人是先加P，讓系統(tǒng)有一些過沖和小幅震蕩。再加上I，讓過沖降下來和震蕩，變得比較平直，最后加D，讓系統(tǒng)反應(yīng)更靈敏。
模擬電路中，比如TL432反饋。P不用說了，天生就有。I是432 REF與C腳之間那個串聯(lián)的RC（C值一般都較大,R主要是調(diào)節(jié)I值的作用大?。?，D是電源輸出與REF腳之間串聯(lián)的RC（C值較小，R主要是調(diào)節(jié)D值的作用大?。?。電路有很多變型，并非此一種。
根據(jù)負(fù)載特性，有PI，PD或單純的P，單純的I。
我給接上傳函量化
Gc（S）=Kp（1+1/TiS+TdS），Ti為積分時間常數(shù)，Td為微分時間常數(shù)，Kp為比例增益，當(dāng)然實際可對此式做一定程度到變形，如微分環(huán)節(jié)變?yōu)閼T性環(huán)節(jié)等。
D可以看作是I 的阻尼，一定程度上削弱I 的作用。當(dāng)I 過大，就會在調(diào)整上和 P 相互較勁，讓系統(tǒng)進(jìn)入期望值的時間（也就是調(diào)整時間）變大。D可以看作是I 的阻尼，一定程度上削弱I 的作用。D因此可以加快系統(tǒng)的動態(tài)速度。（減少了調(diào)整時間）。
另外：可以簡單地理解PID 作用的分工：P： 粗調(diào) I：細(xì)調(diào) D：預(yù)測
看來老兄對PID整定法有深刻體會和豐富的實踐，佩服~
總結(jié)的非常好~
但最后一句話，值得商榷。
PID調(diào)節(jié)，作為工業(yè)上最普遍采用的一種調(diào)控方式，P向來都是不可缺少的。
P環(huán)節(jié)是整個PID調(diào)節(jié)的靈魂，I和D作為它的點綴存在，三個環(huán)節(jié)中，可以沒有I，也可以沒有D，但不可以沒有P。I和D，從來都是伴隨P的存在而存在，不可能單獨存在而起到調(diào)節(jié)作用。我們可以見到P調(diào)節(jié)，見到PD調(diào)節(jié)（比例微分調(diào)節(jié)），見到PI調(diào)節(jié)（比例積分調(diào)節(jié)），從來不會見到I調(diào)節(jié)、D調(diào)節(jié)或者ID調(diào)節(jié)。
把P比作皮的話，I和D就是毛。皮之不存，毛將焉附？
好，三者的地位關(guān)系，樓主已經(jīng)確立：是皮和毛的關(guān)系。
再來討論三者之間“量”的關(guān)系，如何相互影響？
一、 引子 何謂自動控制
小時候沒見過大世面，高考報志愿的時候，搞不清自動化跟電氣工程的差別，看到自動化專業(yè)，馬上能聯(lián)想到的是：這邊一按按鈕，那邊機器自動開始工作，然后人就可以一邊去泡杯茶，下象棋，兩三個小時回來，再按按鈕，機器停止工作，收工，這活又輕松又能拿錢。這種土鱉式的理解，一直持續(xù)到大三學(xué)習(xí)《自動控制原理》。
如果有哪位達(dá)人能在我小時候?qū)W走路的時候告訴我，小孩子學(xué)走路，就是個自動控制的過程，我萬萬不會有上述幼稚可笑的想法。
舉個簡單的例子，小孩子去取一個玩具。
設(shè)定目標(biāo)：玩具
控制對象：雙腳
執(zhí)行機構(gòu)：大腦。
這個過程看似簡單，其實已經(jīng)包含了控制系統(tǒng)的所有概念。小孩子去取玩具，設(shè)定需要走的路線，然后大腦控制雙腳去走這條路線。走的偏了，眼睛反饋給大腦，大腦校正雙腳回到正軌；再次偏離正軌，眼睛再次反饋給大腦，大腦再次校正雙腳回到正軌.....周而復(fù)始，經(jīng)過一段時間，終于到達(dá)玩具所在地，完成任務(wù)。這是一個非常完整的自動控制的過程。
由此，我們可見，作為一個完整的自動控制系統(tǒng)，至少需要包括三個元素：
1、控制機構(gòu)：大腦；這個可理解成 控制器。
2、執(zhí)行機構(gòu)：雙腳；這個可理解成 被控對象。
3、反饋環(huán)節(jié)：眼睛。 這個可理解成 測量工具。
作為一個完整的自動控制系統(tǒng)，上面三個元素，缺一不可?！蹲詣涌刂评碚摗费芯康氖鞘裁茨?？
如果《自動控制原理》這門課程，改名為《反饋控制系統(tǒng)》或者《偏差控制系統(tǒng)》，可能會更確切些?！蹲詣涌刂圃怼费芯康膬H僅是 上述三個元素中的兩個元素：控制機構(gòu)和反饋環(huán)節(jié)，而且這個反饋環(huán)節(jié)，可以簡化為 單位負(fù)反饋。 在這門課程里，被控對象是已知的，即是各種典型環(huán)節(jié)，最典型的是二階欠阻尼環(huán)節(jié)。
事實上，被控對象的確立，同樣是個很復(fù)雜的過程。涉及到開關(guān)電源中，即是開關(guān)變換器的建模。而我們所采用的 單極點補償器、單極點單零點補償器、雙極點雙零點補償器，這些統(tǒng)統(tǒng)屬于控制機構(gòu)。在不知道被控對象是啥的前提下，使用這些補償器，無異于盲人摸象。在自控原理中，建模的過程，被一筆帶過，重點研究的是 控制機構(gòu)的設(shè)計。
1、經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制理論的主要差別。
經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論，同屬于自動控制理論的范疇，屬于兩種截然不同的分析方式。現(xiàn)實生活中，我們更多接觸的是物理模型，而自動控制理論，歸根結(jié)底，是個數(shù)學(xué)問題。那么，把真實的物理系統(tǒng)理想化之后，即為物理模型，對物理模型進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，即為數(shù)學(xué)模型。經(jīng)典控制理論著重研究系統(tǒng)的輸入-輸出特性（即外部描述），現(xiàn)代控制理論不但研究系統(tǒng)的輸入-輸出關(guān)系，而且還研究系統(tǒng)內(nèi)部各個狀態(tài)變量，采用狀態(tài)向量描述（即內(nèi)部描述）。兩種描述，都有時域和頻域方法。從廣義上講，現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用層面更寬，而經(jīng)典控制理論的應(yīng)用領(lǐng)域相對狹窄，僅僅用于 線性時不變定常連續(xù)系統(tǒng)。
2、傳遞函數(shù)
那么怎么把一個物理模型，描述出數(shù)學(xué)模型，很簡單，就是利用了傳遞函數(shù)。任何一個線性定常連續(xù)系統(tǒng)，都可以用一個線性常微分方程描述。把輸出量的微分線性組合放在方程等式左邊，輸入量的微分線性組合放在方程右邊，等號兩邊分別取拉普拉斯變換，就得到了我們的傳遞函數(shù)模型。
通過拉普拉斯變換，線性微分方程轉(zhuǎn)換成了代數(shù)方程，傳遞函數(shù)表達(dá)了一個系統(tǒng)輸入-輸出的關(guān)系，一旦系統(tǒng)給定，傳遞函數(shù)就不會變化，即傳遞函數(shù)不受輸入和輸出的變化影響。傳遞函數(shù)又可定義為初始條件為零的線性定常系統(tǒng)輸出量的s變換與輸入量的s變換之比。傳遞函數(shù)的局限在于，它只能反映系統(tǒng)的外部特性，即輸入-輸出的特性，因此傳遞函數(shù)模型也常被稱為“黑箱”模型，我們只能看到由它引起的外部變化，并不能解決系統(tǒng)內(nèi)部的一些問題和矛盾。要解決這個問題就要用狀態(tài)空間模型和現(xiàn)代控制理論，因此狀態(tài)空間模型又稱“白箱”模型，我們可以清晰看到它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以便對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和完善。
3、經(jīng)典控制理論研究的核心內(nèi)容。
已知一個系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，這個系統(tǒng)的動態(tài)性能從最根本上講取決于什么，這些決定因素是如何影響系統(tǒng)性能的。 這個問題其實是經(jīng)典控制理論最最核心的問題，經(jīng)典控制理論所有的研究方法都是基于這個問題展開的。
給定一個傳遞函數(shù)G（s），決定系統(tǒng)性能的最根本因素就是系統(tǒng)的零點和極點在復(fù)平面上的分布情況，其中起決定性作用的是極點的分布，它決定了系統(tǒng)是否是穩(wěn)定的，是否有震蕩，震蕩的頻率和幅度等等系統(tǒng)最關(guān)鍵的東西，零點的存在起的是一種調(diào)節(jié)作用，要么是錦上添花，要么是雪上加霜。學(xué)習(xí)經(jīng)典控制理論，最終目的是學(xué)會如何根據(jù)各種被控對象來設(shè)計合適的控制器，但從上面的意義上來講，設(shè)計控制器最終目的就是為了把整個系統(tǒng)的零點和極點控制在我們希望的區(qū)域或范圍內(nèi)。
4、經(jīng)典控制理論的分析方法
經(jīng)典控制理論，概括來講，有三種分析方法：時域分析、根軌跡分析、頻域分析。
那么PID調(diào)節(jié)，屬于哪種分析方式呢？屬于時域分析。很多人可能不太理解這樣的觀點。PID，含有零點、含有極點，零極點的概念，在頻域分析法中同樣存在，應(yīng)該屬于頻域分析。
頻域分析與時域分析的主要差別在于：
1）、時域分析法，研究的是系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)，里面的零極點，也都是閉環(huán)零極點。頻域分析的研究對象是開環(huán)傳遞函數(shù)，里面的零極點都是開環(huán)零極點。而經(jīng)典控制理論研究的內(nèi)容，是閉環(huán)零極點，所以我們可以說，頻域分析法是一種間接分析法，時域分析法是三種分析法中最直接最直觀的方法。
2）、拉普拉斯算子的不同。時域分析法中的s算子，是個復(fù)數(shù)，因此也常被稱為復(fù)頻域分析法。而頻域分析法中的s算子，則是個純虛數(shù)。
