因為(wei) PI係統中的I的存在會(hui) 使整個(ge) 控製係統的響應速度受到影響，為(wei) 了解決(jue) 這個(ge) 問題，我們(men) 在控製中增加了D微分項，微分項主要用來解決(jue) 係統的響應速度問題，其完整的公式如下：

　　u(t) = Kp*e(t) + Ki∑e(t) + Kd[e(t) – e(t-1)]+u0

　　在模擬電路中的微分常數是與(yu) 特征頻率相關(guan) 係的，而在數字離散PID中的微分項實際上是有一些問題的，因為(wei) 其隻計算了兩(liang) 次誤差的差值，而實際的模擬PID或者用戶需要的理想微分公式應該是要對其進行展寬的，隻有展寬的D值才能真正的起到很好的效果。微分項在控製係統中起到減少超調降低振蕩的作用，但因為(wei) 微分項本身對於(yu) 幹擾很敏感，所以在使用微分項時要慎重。

　　在PID的調試過程中，我們(men) 應注意以下步驟：

　　1、 關(guan) 閉I和D，加大P，使其產(chan) 生振蕩;

　　2、 減小P，找到臨(lin) 界振蕩點;

　　3、 加大I，使其達到目標值;

　　4、 重新上電看超調、振蕩和穩定時間是否吻合要求;

　　5、 針對超調和振蕩的情況適當的增加一些微分項;

　　6、 注意所有調試均應在最大爭(zheng) 載的情況下調試，這樣才能保證調試完的結果可以在全工作範圍內(nei) 均有效;

　　位置PID與(yu) 增量PID：

　　前麵我們(men) 所說的PID公式均是位置PID，也稱為(wei) 全量PID，這在溫控、閥門控製、水泵控製中最常用到，另一種PID公式稱之為(wei) 增量PID其公式如下：

　　△u(t) = u(t) – u(t-1)

　　這在運動控製中最常使用，其輸出是兩(liang) 次PID運算結果的差值，一般的步進或者伺服電機的位置控製可以采用這種方式。

　　二十一、運動控製

　　運動控製是近些年的熱門，精密定位、恒速控製、恒力矩控製等在各種裝備中的應用越來越廣泛，這對於(yu) 控製器的要求也越來越高。

　　對於(yu) 運動控製，大家比較常用的包括步進電機、伺服電機，除此之外伺服閥、數字液壓等都屬於(yu) 同一類的控製方式。在這些運控係統中，我們(men) 又根據控製對象的不同分為(wei) 位置控製、速度控製、力矩控製三大類。其中步進電機隻能應用於(yu) 位置控製，而伺服則可以應用於(yu) 這三類中的任一種控製方式。

　　在運動控製係統中我們(men) 一般可以使用專(zhuan) 用的運動控製器或者PLC來實現運動控製功能，一般來說專(zhuan) 用的運動控製器如數控係統等會(hui) 更為(wei) 專(zhuan) 業(ye) 功能更強，對於(yu) 插補、G指令的支持會(hui) 更好。

　　比方說高檔的數控係統可能會(hui) 支持以下的功能：用戶用CAD畫完圖後轉換成G代碼下載給控製器，控製器就可以執行對應的G代碼完成整個(ge) 控製過程。

　　而PLC相對而言是一個(ge) 更為(wei) 通用的控製平台，一般通過功能塊來實現運動控製功能，V80增強係列(/S)對於(yu) 兩(liang) 軸的位置控製有很強的支撐，可以滿足絕大多數運動控製要求的環境，V80的速度控製和力矩控製一般使用E6MAD擴展模塊來實現，在這裏我們(men) 提到的運動控製是CPU模塊本身的位置控製功能。

　　21.1、位置控製基礎

　　在裝備控製中有相當多的場合需要用到位置定位控製，如各種機床、收卷排線、紙張電纜管材的定長裁剪、包裝、印刷等。位置控製的實現，通常是通過步進電機和伺服電機來達到的，下麵我們(men) 統一以步進電機來描述。

　　步進電機是將電脈衝(chong) 信號轉變為(wei) 角位移或線位移的開環控製元件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置隻取決(jue) 於(yu) 脈衝(chong) 信號的頻率和脈衝(chong) 數，而不受負載變化的影響，即給電機加一個(ge) 脈衝(chong) 信號，電機則轉過一個(ge) 步距角。這一線性關(guan) 係的存在，加上步進電機隻有周期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控製領域用步進電機來控製變的非常的簡單。

　　PLC正是利用步進電機的這種特性來實現位置控製功能的，PLC與(yu) 步進電機之間的接口為(wei) 脈衝(chong) 接口，我們(men) 稱之為(wei) PTO。

　　脈衝(chong) 與(yu) 位置的關(guan) 係：

　　比方說我們(men) 需要步進電機轉動90度，而步進電機的步距角為(wei) 0.3度的，那麽(me) 我們(men) 的脈衝(chong) 輸出個(ge) 數就應該為(wei) 300個(ge) ，當300個(ge) 脈衝(chong) 輸出完畢後電機正好旋轉90度停止。