PID 不能控制哪些系統？

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或者說，PID 控制有哪些局限？

呃。PID最大的局限性應該是：它只能（在實際應用中）良好地達到「控制」的目的，而無法掌控「控制」的手段吧？

自動化的目標是讓機器代替人類完成工作。如今人類已經逐漸能夠使機器具備代替人類工作的能力，於是，他們將眼光進一步地放遠，試圖讓機器用最優的手段去工作。而一個不能設定「價值函數」的控制手段，是必然無法做到這一點的。

「人無我有」的時候，PID確實是個大殺器。而當別人都已經在「人有我精」的時候，你還停留在「我有」的階段，則遲早會被潮流所淘汰。

PID的原理。

人們想要控制機器人運動時，一般根據目標軌跡與機器人的逆模型，反算出所需的力矩，再把這個力矩發送給電機，這樣就大功告成啦。然而事實卻不盡人意，機器人著了魔似得，竟然不聽我們的話跑偏了。事後分析，發現了影響了我們對機器人的控制：外界的擾動。

討厭的擾動來源與哪呢。它主要有兩個：一個是環境施加的，比如人為對機器人施加力，風帶來的力等等（環境擾動），這種擾動我們一般可通過改變環境，使其處於較小的狀態；另一個來源是由於建模不精確和系統參數辨識不精確帶來的（系統擾動）。要想機器人聽話，我們就得想方設法幫助機器人消除系統擾動，逃離魔掌。環境擾動一般可通過改變對象所處的環境來減小，我們這裡更關心如何消除系統干擾的影響。

外界擾動經過反饋迴路後，會產生一個附加擾動，試想如果附加擾動能抵消外界擾動，那擾動不就消除了嘛，這也是PID反饋控制能壓制外界擾動的原理。

PID不足

反饋控制器有個重要的衡量指標:抗干擾能力。但若外界干擾過大，PID就不能全部壓下來，這個時候就得依靠前饋補償。

如果外界擾動是10，我們前饋補償可以消滅掉9，那剩餘的1可由PID反饋輕鬆消滅掉。於是乎，我們需要構建一個由PID反饋控制+基於系統建模的前饋控制的控制器。

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如果我們只用PID反饋控制，相當於我們不需要任何動力學建模，那我們最終設定的PID參數並不能完美適合系統，相當於引入了很大的系統擾動， PID不能控制那種系統干擾多大的系統。這個時候我們需要先前饋補償消除大部分干擾，再通過PID消滅殘餘的干擾。

不能控制需要前饋控制的系統

比如延時大的系統，最簡單的那種PID控制不了吧。

顯然，PID是連續的，一般的的PID對一些非線性的對象是難以應付的。比如摩擦力，初始零速和附近的摩擦力不同，靜摩擦力大於滑動摩擦力。一般情況可能還好，但對於要求精度高的情況，需要加上自適應機構，調節不同狀態下的參數，或者自適應的PID也無法控制，需要改用其他控制。
但其中反饋的P，消除靜差使收斂的I，響應（干擾）快速性的D，這些原理依然是延續的。

隨便說說哈，不一定對。。。畢竟我才是個本科生，一點自己的理解。

你把PID環節的傳遞函數寫出來，發現它是這樣的

分子可以分解為兩個因式相乘

PID環節和被控制系統串聯，開環傳遞函數就是兩個傳遞函數相乘。適當調節PID的三個參數，可以實現偶極子對消。消除系統不穩定的極點。

另外，系統的特徵方程就是開環傳遞函數的分子加分母。

換句話說，調節PID環節的三個參數。我可以改變特徵方程根在複平面上的位置。系統穩定的充要條件是特徵方程的所有根都具有負實部。而調節PID的三個參數，顯然可以改變特徵方程根的位置。

那麼回歸到樓主的問題上，顯然，如果系統的特徵方程是高階(高於二階)的，單純的PID就已經不能控制所有根的位置了，系統可能就無法達到穩定，那麼這個系統顯然就不能使用PID來進行控制了。

還有好多人說為啥PID能搞定複雜的無模型控制。。。我猜猜哈，可能是因為某些複雜系統的模型在局部線性化之後可以實現偶極子對消，降成低階系統吧，我記得課本上還是老師來著，講過。

剛看了一個回答感覺說的挺對的。

即便是21世紀的今天，PID的「最高」理論成果也僅限於一個二階不帶高階響應不帶高次項不帶延遲不帶控制器飽和等等因素的系統，這還是遠遠不夠「實用」啊。控制理論家還得加把勁啊……

這算是我做畢業設計的一點小感想了哈。。。

理論上講PID對非線性系統並不能達到比較好的控制，但是由於可以進行線性化處理，以及模糊PID，串級PID等擴展出現，使其使用領域大為擴展。簡單說就是，沒有辦法說他能不能控制，只能說他控制的好不好，能不能達到要求，成本如何。

目前來看，pid是墜好的。

今天終於過了小老闆一關，開心的淚流滿面。
多謝邀請！！！不勝惶恐！！！
剛才正好看到下面的微信分享，跟這題目真是有緣。
http://mp.weixin.qq.com/s/ygM45AcGjTamT-NhGUIwVQ
PID一直有人研究，主要就是研究為什麼可以適應大量的模型，適應什麼模型，如何調參，參數邊界，能否達到期望性能等等。之前上交的一個教授過來做講座，就主要講了他們做PID方面的研究取得的成果，講了很多理論結合實踐的東西，非常有應用價值。很多對象，用PID參數調好了，效果就可以做到非常好。