اثر تغییر پارامترهای مختلف یک کنترل‌کننده PID ایده‌آل روی پاسخ پله یک سیستم خطی. ضریب Kp سرعت سیستم را افزایش می‌دهد و خطای حالت دائم را تا حدودی کاهش می‌دهد (اما صفر نمی‌کند). افزودن جمله انتگرالی (ضریب Ki) خطای حالت دائم را صفر می‌کند، اما مقدار زیادی نوسانات ناخواسته (overshoot) به پاسخ گذرا اضافه می‌نماید. جمله مشتقی (Kd) نوسانات پاسخ گذرا را تضعیف کرده و پاسخ پله را به شکل پله ایده‌آل نزدیک می‌نماید.
**کنترل‌کننده پی‌آی‌دی** (به انگلیسی: proportional–integral–derivative controller (PID controller)) از رایج‌ترین نمونه‌های الگوریتم کنترل بازخوردی است که در بسیاری از فرایندهای کنترلی نظیر کنترل سرعت موتور DC، کنترل فشار، کنترل دما و… کاربرد دارد. کنترل‌کننده PID مقدار «خطا» بین خروجی فرایند و مقدار ورودی مطلوب (setpoint) محاسبه می‌کند. هدف کنترل‌کننده، به حداقل رساندن خطا با تنظیم ورودی‌های کنترل فرایند است.

عملکرد
------

بلوک دیاگرام یک کنترلر PID
PID از سه قسمت مجزا به نام‌های Proportional (تناسبی)،Integral (انتگرال‌گیر) و Derivative (مشتق‌گیر) تشکیل شده که هر کدام از آن‌ها سیگنال خطا را به عنوان ورودی گرفته و عملیاتی را روی ان انجام می‌دهند و در نهایت خروجی شان با هم جمع می‌شود. خروجی این مجموعه که همان خروجی کنترل‌کننده PID است برای اصلاح خطا (error) به سیستم فرستاده می‌شود.

فرمول استاندارد PID به فرم زیر است:

{\displaystyle \mathrm {Output(t)} =K\_{p}\left(\,{e(t)}+{\frac {1}{T\_{i}}}\int \_{0}^{t}{e(\tau )}\,{d\tau }+T\_{d}{\frac {de}{dt}}\right)}
بنابراین تابع تبدیل یک کنترل‌کننده PID به صورت زیر درمی‌آید:

{\displaystyle G\_{c}=K\_{p}+{\frac {K\_{i}}{s}}+K\_{d}s}

در بسیاری از کنترل‌کننده‌ها به علت حساسیت عبارتِ مشتق نسبت به نویز و دشواری اجرا، از آن صرف نظر و کنترل را به صورت PI پیاده‌سازی می‌کنند.
سیگنال {\displaystyle u(t)} (خروجی PID) بر اساس نسبتی از خطای کنونی سیستم (عملکرد حاضر)، به اضافه مجموع خطاهای سیستم (رفتار گذشته)، به اضافه مشتق خطای کنونی (تخمین خطی رفتار آینده) محاسبه می‌شود و برای اصلاح خطا به سیستم اعمال می‌گردد.
ضرایب {\displaystyle K}، {\displaystyle T\_{i}} و {\displaystyle T\_{d}} نیز می‌توانند با روش‌های شناخته شده‌ای مانند تابع انتقال به صورت بهینه محاسبه شوند، اگرچه در کاربردهای عملی، به‌طور رضایت بخش می‌توانند با آزمون و خطا و مشاهده رفتار سیستم به‌طور تقریبی تعیین گردند.

جستارهای وابسته
---------------

منابع
-----

مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «PID Controller». در *دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی*، بازبینی‌شده در ۲۹ مهٔ ۲۰۱۵.

| * ن
* ب
* و
نظریه کنترل |
| --- |
| مفاهیم پایه | 
* نظریه کنترل
* تبدیل فوریه
* پاسخ فرکانسی
* تبدیل لاپلاس
* خودتنظیمی منفی
* بازخورد مثبت
* رؤیت‌پذیری
* پرفورمانس
* کمترین مربعات
* فیلتر کالمان
* روش مکان ریشه‌ها
* خودمهار کاری
* نمودار گذر سیگنال
* نمودار بود
* نمودار بلوکی
* کنترل تطبیقی
* نظریه کنترل
* پایداری لیاپانوف

 |
| ویژگی‌های سامانه‌ها | 
* پاسخ ضربه محدود
* تابع تبدیل حلقه-بسته
* کنترل‌پذیری
* State space representation
* تئوری پایداری
* آنالیز & طراحی حالت دایمی
* پویایی‌شناسی سامانه‌ها
* تابع تبدیل

 |
| کنترل دیجیتالی | 
* زمان پیوسته و زمان گسسته
* پردازش سیگنال دیجیتال
* کمیت (پردازش سیگنال)
* نرم‌افزارهای رایانش بی‌درنگ
* نمونه داده
* شناسایی سامانه
* تبدیل زد

 |
| فناوری‌های پیشرفته | 
* شبکه عصبی مصنوعی
* کنترل دیجیتال
* Energy-shaping control
* سامانه کنترل فازی
* کنترل ترکیبی
* کنترل هوشمند
* کنترل پیش‌بینانه مدل
* کنترل Multivariable
* کنترل دستگاه عصبی
* کنترل غیرخطی
* کنترل بهینه
* رایانش بی‌درنگ
* کنترل مقاوم
* کنترل تصادفی
* Coefficient diagram method
* Control reconfiguration
* Distributed parameter systems
* Fractional-order control
* منطق فازی
* H-infinity loop-shaping
* Hankel singular value
* Krener's theorem
* Minor loop feedback
* Perceptual control theory
* رؤیت‌کننده حالت

 |
| افزاره های کنترل کننده | 
* مهندسی مکاترونیک
* Motion control
* جبران‌ساز پیش‌فاز-پس‌فاز
* کنترل عددی
* کنترل‌کننده پی‌آی‌دی
* پی‌ال‌سی
* کنترل برداری (موتور)
* سامانه نهفته
* رباتیک

 |
| کنترل گسترده | 
* Automation and Remote Control
* سامانه کنترل توزیع‌شده
* سامانه کنترل صنعتی
* کنترل فرایند
* اسکادا

 |