科研仪器 | PID 控制器原理

本文系统介绍了PID控制器的基本原理与应用。背景方面，PID控制器作为应用最广泛的闭环控制系统，具有通用性强、成本低、易于实现的特点，广泛应用于工业自动化、光子学、纳米技术等领域。研究目的旨在解析PID控制器三大构成模块（比例项消除瞬时误差、积分项消除稳态误差、微分项预测变化趋势）的工作原理，并详细阐述通过Ziegler-Nichols等方法进行参数整定的策略。结论指出PID控制器虽存在对非线性系统适应性有限、微分项易受噪声影响等局限，但通过苏黎世仪器锁相放大器等数字实现方案，结合LabOne软件的优化工具，能有效提升控制性能，在速度与精度间取得平衡。