一、定义
PID控制是经典控制理论中控制系统的一种基本调节方式，是具有比例、积分和微分作用的一种线性调节规律，它基于对被控对象的测量值与设定值之间的差异进行调整来实现稳定和精确的控制。
PID控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成，透过Kp，Ki和Kd三个参数的设定来实现控制。比例控制是根据误差的大小调整控制量；积分控制根据误差的累积量调整输出；微分控制则根据误差变化率调整输出。PID控制器主要适用于基本上线性，且动态特性不随时间变化的系统。
PID控制是最早发展起来的控制策略之一，由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于工业过程控制，仍有90%左右的控制回路具有PID结构，被广泛应用于各种工业过程中，如温度控制、流量控制、速度控制等，以提高工业生产的效率和质量。
二、原理
2.1 系统参数初始化
首先，需要初始化PID控制器的参数，包括比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd。根据实际系统的需求，可以通过实验和调整来确定这些参数的值。
2.2 误差计算
根据控制对象的实际输出值和期望值，计算当前的误差e(t)。误差可以表示为e(t) = setpoint - actual，其中setpoint为期望值，actual为实际值。
2.3 控制输出计算
根据PID控制器的原理，计算控制输出值u(t)。控制输出值可以表示为u(t) = Kp * e(t) + Ki * ∫e(t)dt + Kd * de(t)/dt，其中Kp、Ki和Kd为参数值。
2.4 输出限制处理
根据实际系统的输出限制，对控制输出值进行限制，确保输出值在合理范围内。
2.5 输出更新
将控制输出值送入反馈环路，作为下一时刻的系统输入，不断迭代计算。
三、FPGA实现
使用system generator搭建算法模型如下：
四、实现效果
输入信号与经过PID调节之后生成新的激励输入，经分析，使用fpga实现PID调节还是挺不错的。
