В интуитивных терминах я нашел следующее объяснение полезным.
Ради аргумента скажем, что наша система наполняет ведро дырой в ней водой из-под крана. Мы измеряем глубину воды в ведре и контролируем расход воды через кран. Мы хотим заполнить ведро как можно быстрее, но не хотим его переполнения.
Пропорциональный элемент является линейной мерой, в этом случае высота воды в ведре это полезная мера того , насколько полно доллар находится в данный момент времени , но это ничего не говорит нам о том , как быстро она заполняет так, когда мы обратите внимание, что он полон, может быть слишком поздно закрывать кран или если мы заполним его слишком медленно, вода будет просачиваться через отверстие быстрее, чем заполняется, и никогда не будет полностью заполнена.
На бумаге это звучит так, как будто этого должно быть достаточно само по себе, а в некоторых случаях так оно и есть, однако оно выходит из строя, когда сама система нестабильна (например, перевернутый маятник или истребитель) и возникает задержка между измерением ошибки и эффект получения входного сигнала является медленным по сравнению со скоростью, с которой внешний шум вызывает возмущения.
Производным элементом является скорость изменения уровня воды. Это особенно полезно, когда мы хотим заполнить корзину как можно быстрее, например, мы можем открыть кран настолько, насколько он пойдет в начале, чтобы быстро его заполнить, но немного закрыть его, как только уровень приблизится к вершине, поэтому мы может быть немного более точным и не переполнить его.
Интеграле элементом является общий объем добавленной воды ведро. Если ведро имеет прямые стороны, это не имеет большого значения, так как оно заполняется со скоростью, пропорциональной потоку воды, НО, если ведро имеет конические или изогнутые стороны, то объем воды в нем начинает оказывать влияние на скорость, с которой уровень воды меняется. В более общем смысле, поскольку это интеграл, он накапливается с течением времени, поэтому применяется больший отклик, если элементы P и D недостаточно корректируются, например, поддерживая ковш наполовину полным.
Другой способ взглянуть на это состоит в том, что интеграл является мерой совокупной ошибки во времени и фактически проверяет, насколько эффективна стратегия управления при достижении намеченного результата и способен изменять входные данные в зависимости от того, как система на самом деле ведет себя в течение периода времени.
Итак, в заключение:
элемент P (пропорциональный) пропорционален переменной, которую вы хотите контролировать (например, простой термостат)
элемент D (производный) пропорционален скорости изменения этой переменной
(интегральный) элемент, пожалуй, самый трудный для понимания, но он относится к величине, которую измеряет ваш параметр P, обычно это совокупная величина, такая как объем, масса, заряд, энергия и т. д.
