pid控制是自動控制系統中最常用的一種控制手段，它的誕生主要是為了解決自動控制系統的快、穩、準的問題。
pid控制中的p指的是proportion（比例），即對輸入的偏差乘以乙個係數；i指的是integral（積分），即對輸入偏差進行積分運算；而d指的是derivative（微分），即對輸入偏差進行微分運算。通過比例、積分、微分結合適當的反饋就可以形成一套穩定的閉環調節系統。如下圖所示為cocofly的pid控制器的結構圖。
其中期望角度（高度）由遙控器提供，角度環（高度環）以及角速度環（高速度環）由pid**處理，stm32輸出四路pwm到無人機的電機控制埠，imu（慣性測量單元）以及飛行姿態提供反饋值。
pid控制的過程，其實是不斷糾正偏差的過程，其中的偏差=當前被控物件的反饋值-設定的期望值。
這裡舉乙個比較簡單又經典的pid控制的例子，比如需要控制乙個機械人以pid的方式向前行走110步，然後停下來。此時這個110步則是設定的期望值。
如果按照p比例控制，也就是控制機械人按照一定的比例走，然後停下。比如比例係數為108，則走一次就走了108步，再走一次的話就超過110步了，所以就不走了。從這裡可得知p比例控制是一種最簡單的控制方式，控制器的輸出與輸入誤差訊號成比例關係。但是僅有比例控制時系統輸出存在穩態誤差。比如上面的只能走到108，或者超過108步，無論怎樣都走不到110。
為了消除穩態誤差，在控制器中必須引入「積分項i」。積分項對誤差的影響取決於時間的積分，隨著時間的增加，積分項會增大。這樣，即便誤差很小，積分項也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大，從而使穩態誤差進一步減小，直到等於0。即在「積分項i」控制中，控制器的輸出與輸入誤差訊號成正比關係，且比例+積分（pi）控制器可以使系統在進入穩態後無穩態誤差。
也就是說，如果按照pi（比例、積分）控制的方式，則是控制機械人按照一定的步伐走到112步然後回頭接著走，走到108步位置時，然後又回頭向110步位置走。在110位置處來回晃蕩幾次，最後停在110步的位置。
微分項，主要用於預判誤差變化的趨勢從而作出對應的改變。在自動控制系統在克服誤差的調節過程中可能會出現振盪甚至失穩，原因是存在較大慣性元件（環節）或滯後元件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落後於誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差作用的變化「超前」，即在誤差接近於零時，抑制誤差的作用就應該是零。這就是說，在控制器中僅引入「比例p」項往往是不夠的，比例項的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是「微分項」，它能**誤差變化的趨勢。這樣，具有比例+微分的控制器就能夠提前使抑制誤差的控制作用等於零，甚至為負值，從而避免了被控量的嚴重超調。所以對有較大慣性或滯後的被控物件，比例p+微分d（pd）控制器能改善系統在調節過程中的動態特性。
也就是說，如果按照pd比例、微分控制的方式，則為控制機械人按照一定的步伐走到一百零幾步後，再慢慢地走向110步的位置靠近，如果最後能精確停在110步的位置，就是無靜差控制；如果停在110步附近（如109步或111步位置），就是有靜差控制。由此得知在微分控制d中，控制器的輸出與輸入誤差訊號的微分（即誤差的變化率）成正比關係。
前面說到pid是為了解決自動控制系統中的快、穩、準的問題的。其中那麼他們之間的關係以及對應調節引數是什麼呢？如下表所示。
特性概述
關聯的引數
快速性系統對動態響應的要求，由響應時間的長短來衡量。
p和d可以提高響應速度，i降低響應速度。
穩定性在平衡狀態下，系統受到某個干擾後，經過一段時間其被控量可以達到某一穩定狀態。
p和i降低系統穩定性，d提高系統穩定性。
準確性系統處於穩態時，其穩態誤差。
p和i提高穩態精度，d無作用
在飛控系統中pid是極為重要的一環，在cocofly飛控系統中也多處應用到了pid主要集中在altctrl.c、ctrl.c中。如下圖所示為高度環pid控制原始碼。
如下圖所示為高度速度環pid控制原始碼。
如下圖所示為角度環pid控制原始碼。
如下圖所示為角速率環pid控制原始碼。
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