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文献综述
一、PID控制器
PID控制器（比例-积分-微分控制器），由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。因为PID控制器本身具有简单、稳定性好、可靠性高、实时性强等特点，所以被广泛应用于工业控制的各个领域，它也是连续控制系统中技术成熟的控制器。PID是一种线性控制器，它根据给定值r(t)与实际输出y(t)构成控制偏差e(t)=r(t)-y(t),将偏差比例（P）、积分（I）和微分（D）通过一定的线性组合构成控制量u(t)对被控对象进行控制。
其控制性能取决于参数Kp、Ki、Kd的整定。其中Kp起比例调节作用：是按比例反映系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少偏差，属于即时型调节控制。比例作用大，可以加快调节，减少误差，但是过大的比例，使系统的稳定性下降甚至造成系统的不稳定；Ki起积分调节作用：使系统消除静态误差，提高无误差度。因为有误差，积分调节就进行直至无误差，积分调节停止，积分调节输出一常值，属于历史积累型调节控制。积分作用的强弱取决于积分时间常数Ti，Ti越小，积分作用就越强，反之Ti大则积分作用弱，加入积分调节可使系统稳定性下降，动态响应变慢。积分作用与另两种调节规律结合，组成PI调节器或PID调节器；Kd起微分调节作用：微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预见性，能预见偏差的变化趋势，因此属于超前或未来型调节控制。因此，可以改善系统的动态性能。在微分时间选择合适的情况下，可以减少超调，减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用，因此过强的加微分调节，对系统抗干扰不利。此外，微分反映的是变化率，而当输入没有变化时，微分作用输出为零。微分作用不能单独使用，需要与另外两种调节规律相结合，组成PD或PID控制器。
二、电气传动系统的PID控制器设计
电气传动系统又称电力拖动系统，是以电动机作为原动机的机械系统的总称。其目的是为了通过对电动机合理的控制，实现生产机械的启动，停止，速度、位置调节以及各种生产工艺的要求。随着技术的进步及社会对环保、节能要求的日渐严格，电气传动系统在社会各方面的使用越来越广泛。如何优化、设计电气传动系统，以实现更低廉的成本、更好的性能就具有十分重要的意义。电气传动分成不调速和调速两大类，调速又分为交流调速和直流调速两种方式。不调速电动机直接由电网供电，但随着电力电子技术的发展这类原本不调速的机械越来越多地改用调速传动以节约电能（节约15%-20%或更多），改善产品质量，提高产量。在我国60%的发电量是通过电动机消耗掉的，因此调速传动是一个重要行业，一直得到国家重视，目前已有一定规模。
近年来交流调速中最活跃、发展最快的就是变频调速技术。出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求，加之采用变频调速器（简称变频器）易操作、免维护、控制精度高，并可以实现高功能化等特点，因而采用变频器驱动的方案开始逐步取代风门、挡板、阀门的控制方案。变频调速技术的基本原理是：根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。变频调速是交流调速的基础和主干内容，上个世纪变压器的出现使改变电压变得很容易，从而造就了一个庞大的电力行业。长期以来，交流电的频率一直是固定的，变频调速技术的出现使频率变为可以充分利用的资源。国内的变频调速技术经过十多年的应用推广，得到了飞速发展。变频器已广泛应用于国民经济的各个行业，促进了节能改造，极大地提高了我国工业电气传动水平。
针对电气传动系统，通过对系统的分析研究，通过采用合适的方法（基于模型的解析分析方法或基于性能指标的智能优化方法）来对转速PID控制器的参数进行优化设计。
如何选择控制算法的参数，要根据具体过程的要求来考虑。一般来说，要求被控过程是稳定的，能迅速和准确地跟踪给定值的变化，超调量小，在不同干扰下系统输出应能保持在给定值，操作变量不宜过大，在系统和环境参数发生变化时控制应保持稳定。显然，要同时满足上述各项要求是很困难的，必须根据具体过程的要求，满足主要方面，并兼顾其它方面。PID调节器的参数整定方法有很多，但可归结为理论计算法和工程整定法两种。用理论计算法设计调节器的前提是能获得被控对象准确的数学模型，经过理论计算确定控制器参数，这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改，这在工业过程中一般较难做到。因此，实际用得较多的还是工程整定法，其最大优点就是整定参数时不依赖对象的数学模型而主要依赖于工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，简单易行。PID控制器参数的工程整定方法主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。当然，这是一种近似的方法，有时可能略显粗糙，但相当使用，可解决一般的实际问题。
根据以上内容可知对电气传动系统采用合适的方法对转速PID控制器的参数进行优化能够使其具有更低廉的成本、实现更好的性能。
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