# PID 控制器模块（含限幅、抗积分饱和）

### 模块描述

最通用的闭环控制器：温度/速度/位置/光强/电压电流等都能用；电赛里“能调起来、稳得住”的首选。PID 因为直观且有效，被工程上广泛采用。([CTMS][1])

### 原理

误差 (e=SP-PV)，输出由 P/I/D 三项加权求和：

* P：响应快但易超调；I：消除稳态误差但易积分饱和；D：抑制变化趋势但怕噪声（常加一阶低通）。([维基百科][2])

### 接口

* 传感输入：ADC（模拟量）、编码器（AB相）、I2C/SPI（数字传感）
* 执行输出：PWM、DAC、GPIO（继电器/开关量）

### 板上设置

* 传感输入量程/增益：运放增益电阻、可调电位器（可选）
* 保护/限幅：比较器阈值、PWM 最大占空、积分限幅参数（固件/拨码可选）
* 调参接口：串口/USB、旋钮编码器、按键

### 电气指标（建议）

* 供电：3.3V/5V（数字），模拟前端可选 5V/±5V
* 典型闭环频率：

  * 温度/慢变量：5–50 Hz
  * 直流电机速度：200 Hz–2 kHz
  * 位置环/舵机外环：50–500 Hz

### 使用说明

* 先 P 后 I 再 D；先限幅再积分；强烈建议加 **抗积分饱和**（clamp / back-calculation）。

### 典型元器件

* MCU：STM32G4/H7、MSPM0、ESP32-S3
* 运放/比较器：LMV358/OPA2330、LMV331
* 电机驱动：TB6612/DRV8833；电流采样：INA180/INA240（做电流环时）

### 关联赛题

* 各类电源稳压、温控、速度/位置控制、自动循迹小车、闭环测量控制类题目