船舶驾驶的PID控制器优化方案

用于船舶驾驶的伺服结构的PID 控制方法最早由科学家尼古拉斯-米罗斯基（Nicolas Minorsky）提出。尼古拉斯·米罗斯基是一位俄罗斯裔美国数学家、工程师和应用科学家，其最著名的贡献是控制理论分析和PID 控制器在美国海军船舶自动操舵系统中应用的首次提出，如图2.22 所示。

PID 控制方法是自动控制的核心和最关键的部分。PID[（比例、积分、导数]控制器作为最早实用化的控制器已有近百年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。由于PID 控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而其成为应用最为广泛的控制器。

举一个生活中的例子来说明PID 控制器原理：

船舶驾驶PID　控制器（第一讲）(www.xing528.com)

船舶驾驶PID控制器（第三讲）

图2.22　船舶PID 控制系统

有一个水缸有点漏水（而且漏水的速度还是随机变化的），要求水面高度维持在某个位置，一旦发现水面高度低于要求的位置，就要往水缸里加水。人们需要以何种频率检查水缸，每次检查需要加入多少水，如何保持水位不超过上限且又不低于下限，且将水位保持稳定。这一过程实现就可以抽象地理解为PID 控制的实现过程。人们在其中发现了水位差，按某个水流量补水，可以视为比例控制；按一定补水流量持续补水，以消除水位差，可以视为积分控制，水位快到要求位置但还没有到，就应该减小补水流量了，可以视为微分控制。