控制算法（The control algorithm）是在机电一体化中，在进行任何一个具体控制系统的分析、综合或设计时，首先应建立该系统的数学模型，确定其控制算法。

所谓数学模型就是系统动态特性的数学表达式。它反映了系统输入、内部状态和输出之间的数量和逻辑关系。这些关系式为计算机进行运算处理提供了依据，即由数学模型推出控制算法。所谓计算机控制，就是按照规定的控制算法进行控制，因此，控制算法的正确与否直接影响控制系统的品质，甚至决定整个系统的成败。 --摘抄自百度百科

控制算法决定了一个系统的品质，好的控制算法可以优化整个系统的组成。

二值位式控制算法

位式控制算法的控制框图如下图所示：

首先，用户可以通过按键、滑动电阻或者其他方式输入一个控制信号Sv给控制算法， 然后控制算法会结合输入信号Sv和输出采集回来的信号Pv来计算输出量out，然后由out信号控制执行部件，最后由执行部件作用到具体的控制对象上。最后我们要从被控制对象上采集需要控制的变量（可以是温度、湿度等等）反馈给控制算法做修正。

我们以一个水温控制系统为例来说明位式控制算法的原理。

用户设置部分输入一个温度值，比如我们希望控制水温为80℃，则Sv = 80；执行部件可以是一个继电器控制的加热丝，控制对象就是水箱里的水，传感器是一个温度传感器。

二值位式控制算法的原理是：

当 Pv > Sv ==> out = L 关断继电器，停止加热
当Pv ≤ Sv ==>out = H 打开继电器，开始加热

由以上分析我们得出二值位式控制算法有以下特点：

1、需要是一个闭环控制系统，可以采集到被控制对象的当前状态。
2、控制简单，只是判断当前系统值和设定值的差值来调节。
3、只能输出高或者低两种状态值。
4、误差较大，因为被控制对象具有惯性，永远不可能有被控制对象状态值等于设定值这种情况。举例来说：温度加热和停止加热不是一个立即结束的动作，我们导通继电器开始加热，由于加热丝的温度不会一下子提升到我们所需的温度，中间是有一段升温过程，同理停止加热中间也是有一段降温的过程。

改进方案：

虽然系统硬件设计已定，但是通过改进控制算法，我们可以克服二值位式控制算法的一些弊端，尽量达到输出值和我们设定值接近，减少误差。

PID控制算法就是其中一种该进方法，关于PID算法的详细讨论我们在后续文章中分析。

最后

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