比例、積分與微分項

這是 PID 控制器內部的三個基本構件，每一個都在回答關於誤差——也就是你想到達的位置與你實際所處位置之間那個差距——的不同問題。比例項問的是「此刻誤差有多大？」，積分項問的是「一段時間下來累積了多少誤差？」，微分項問的是「誤差變化得有多快？」。每一項都有自己的整定旋鈕，叫做增益，它決定了這一項的回答在最終的糾正動作裡能有多大的發言權。

比例（P）項是當下的力氣：它產生的推力與當前誤差成正比，所以差距大就猛推一把，差距小就輕輕一帶。但單憑它自己，P 往往會在離目標差一點的地方停下——誤差一縮小它就鬆勁，於是一個不大的穩定誤差可能永遠賴著不走，就像一根彈簧起初拉得很猛，最後卻停在標記線略下方。積分（I）項要修的正是這一點：它把每一絲殘餘誤差一秒一秒地累加成一個跑動的總和，這個越積越大的總和最終會大到足以抹掉哪怕一丁點頑固的差距——P 急躁，它卻有耐心。它的弱點是慢、而且容易衝過頭，因為它得先積累起來才會發力。

微分（D）項看的不是誤差本身，而是誤差變化的快慢和方向——它會預判。如果誤差正在飛快地縮小，D 就察覺到這股衝勁並提前往回推，像一個減振器，在振盪還沒開始之前就把衝過頭和來回擺動撫平。它的麻煩在於：測量變化率會放大感測器裡的任何抖動，所以 D 太大會讓系統變得神經質、一驚一乍。一句話：P 對現在做出反應，I 記住過去，D 預測不遠的將來——而整定，正是把這三者調和到彼此合作、而不是互相打架的那門手藝。