首先需要明白的一个概念：PID控制属于自动控制的一种算法。我们可以说PID控制属于自动控制，但不能认为自动控制就是PID控制。

谈到自动控制，最常提及的帮助理解的例子就是洗澡水温的调节了。通过转动开关，调节热水和冷水的出水量，进而达到控制出水的温度。开关调的不合适的话，水要么特别烫，要么特别冷。如果将调节水温的过程交给控制器来调节的话，那么这个过程就是温度的自动控制了，我们只要设置好需要的水温温度，水温会自动调节到设置的温度。

所谓的自动控制，就是在没有人直接参与的情况下，利用控制器或控制装置来控制机器、设备或者生产过程等，使其受控物理量（温度、压力、转速等）自动地按照预定的规律变化，以达到控制目的。

在众多的自动控制原理中，PID控制算法是比较常见和应用广泛的算法了。PID控制就是对输入偏差进行比例积分微分运算，用运算的叠加结果去控制执行机构。如下图：

经典PID控制原理图

PID算法如下图：

其中的Kp为比例放大系数，Ti为积分时间，Td为微分时间

调节器的输入偏差就是被调量减去设定值的差值。

以下是PID三者单独以及配合控制下，被调量和调节器输出之间的波形图。通过波形图来帮助理解调节过程。

1、P就是比例，就是输入偏差乘以一个系数，作为调节器的输出。当设定值不变的时候，调节器的输出只与被调量的波动有关。

比例作用下的调节曲线

2、 I就是积分，就是对输入偏差进行积分运算；如果调节器的输入偏差不等于零，就让调节器的输出按照一定的速度一直朝一个方向累加下去。

积分作用下的调节曲线

3、 D就是微分，对输入偏差进行微分运算。被调量不动，输出不动；被调量一动，输出马上跳。

纯微分作用的阶跃反应曲线

4、比例积分作用，就是在被调量波动的时候，纯比例和纯积分作用的叠加，简单的叠加。

比例积分作用下的曲线

Tout（δi）—比例积分作用下的调节器输出。Tout（δ）—纯比例作用下的调节器输出。

5、比例积分微分作用

比例、积分、微分作用下的调节曲线示意图

在实际的生产调试中，可以根据这些波形图帮助理解来调节比例、积分和微分的参数。