直流电机用PID方法调速的原因

直流电机在应用中，除了恒速运行的产品外，像玩具汽车、电动牙刷、美容仪、大到工业设备都是需要对直流电机进行调速控制的，所以说调速是非常重要的。

在直流电机中，采用的是PID方法调速，有的人可能在想：我直接输入输出速度对应PWM不行吗？

我们下面简单讲解下：PID是反馈环的调节机制，PWM是一种波形，假如设定直流电机一个转速，PWM波形输出后，检测直流电机的实际转速，如果速度低于了设定值，那就会加大占空比，高于设定值的话就会减小占空比。根据机械惯性，直流电机转速变化会有时间差，对于不同转速的误差，占空比都是在变化的，直流电机转速快，占空比就减小，转速慢了占空比又会变大，直流电机在运转中是不能一直来回变大变小，而在控制理论中的PID调节就是解决这种问题的。

直流电机转速有误差，把实测转速输入和设定比较的差值用PID运算输出控制电流，那么增减转速就可以实现精确控制了（注：PID控制和直流电机或者交流电机没有直接关系，PID只是一种控制方法）。

所以说，直接输入转速用PWM精准控制是不现实的，PWM控制的是直流电机的电流，电流决定了直流电机的扭矩，也就是输出力，假设直流电机负载1公斤，转速3000转，那么负载2公斤还需要保持3000转的速度，电流就会增加了。

直流电机

直接控制还有一个问题是，假如负载是静止的，现在需要达到3000转的转速，电流是0.5A，那么直流电机需要一段时间都会到3000转的转速，PID控制速度调节开始电流会很大，会让直流电机快速的加速，等速度稳定下来再稳定电流在0.5A，所以PID在直流电机控制中，实时响应非常好。

直流电机曲线图

所以现在的工业直流电机控制采用PID，先控制速度，最后再控制电流，这也是目前成本比较低经过验证的控制算法（微型直流电机只需要控制电压的输出即可控制转速，非常的简单）。