立题简介
本次内容主要介绍PID控制中的D参数，通过Excel模拟演示D参数对PID调节控制的影响。
内容
我们将通过详细分析D参数的作用，加深对PID控制的理解。
开发环境
使用的开发环境为office excel。
日期
编写日期：2021年12月27日。
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1、立题详解
之前的文章中我们讨论了P参数和I参数的影响，本次我们将重点探讨D参数的作用。D参数环节在PID控制中扮演着重要的角色，其依据“最近1次”或“最近几次”的变化量进行控制。这可以理解为“最近的PV变化率”，类似于数学上的斜率。由于所有控制系统都具有惯性，因此我们可以将D参数环节简单理解为“对未来变化趋势的预测”。
D参数的关键点
1. D参数环节不能单独使用，需要与其他参数（如P参数和I参数）共同作用。
2. D参数环节对PID的控制量影响较小，在普通场景中可以设置为较小的值，如Kd=0。但在“滞后性”或“系统惯性”大的控制系统中，D参数将发挥重要作用。
3. D参数的取值不能过大，过导致系统振荡，影响系统的稳定性。
2、D参数的应用实例
下面我们将通过几个示例来具体展示D参数的影响。
示例情况1：单纯D参数控制
假设P=0.0，I=0.0，D=0.2；稳态误差和外部扰动均为0。在这种情况下，单纯使用D参数环节进行控制时，如果相邻次数的变化率没有变化，系统将不会输出控制量，保持当前状态。这表明D参数环节的控制量与设定目标无关。
示例情况2至情况8（略）
这些示例将展示在不同P、I、D参数组合下，系统的控制波形及稳定性。通过对比不同参数组合的波形，可以更直观地理解D参数对系统稳定性的影响。
3、结论
通过上述示例，我们可以得出以下结论：
1. “D参数环节”的控制依据是“最近1次”或“最近几次”的变化量，表示“最近的PV变化率”。
2. “D参数环节”不能单独使用，需要与其他参数共同作用。
3. “D参数环节”对“PID的控制量”影响较小，但在特定场景下（如“滞后性”或“系统惯性”大的控制系统）具有重要作用。
4. “D参数环节”的参数取值需谨慎，过大可能导致系统振荡，影响系统稳定性。