PID控制器綜合了比例、積分和微分控制規(guī)律，昌暉儀表在本文總結(jié)了各種控制規(guī)律的特點(diǎn)及使用場(chǎng)合，供大家比較使用。
 
P控制規(guī)律
比例控制的輸出信號(hào)與輸入偏差成比例關(guān)系。偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用以減小偏差，是最基本的控制規(guī)律。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差。
 
I控制規(guī)律
對(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個(gè)系統(tǒng)是有差系統(tǒng)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，必須引入積分控制規(guī)律。積分作用是對(duì)偏差進(jìn)行積分，隨著時(shí)間的增加，積分輸出會(huì)增大，使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到偏差為零，才不再繼續(xù)增加。因此，采用積分控制規(guī)律的主要目的就是使系統(tǒng)無穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù)TI，TI越大，積分作用越弱，反之則越強(qiáng)。

由于積分引入了相位滯后，使系統(tǒng)穩(wěn)定性變差。因此，積分控制一般不單獨(dú)使用，通常結(jié)合比例控制構(gòu)成比例積分(PI)控制器。
 
D控制規(guī)律
在微分控制中，控制器的輸出與輸入偏差信號(hào)的微分(即偏差的變化率)成正比關(guān)系。可減小超調(diào)量，并能在偏差信號(hào)的值變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個(gè)有效的早期修正信號(hào)，從而加快系統(tǒng)的動(dòng)作速度，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。

微分控制反映偏差的變化率，只有當(dāng)偏差隨時(shí)間變化時(shí)，微分控制才會(huì)對(duì)系統(tǒng)起作用，而對(duì)無變化或緩慢變化的對(duì)象不起作用。因此微分控制在任何情況下不能單獨(dú)與被控制對(duì)象串聯(lián)使用。

需要說明的是，對(duì)于一臺(tái)實(shí)際的PID控制器，如果把微分時(shí)間TD調(diào)到零，就成為一臺(tái)比例積分控制器；如果報(bào)積分時(shí)間TI放大到最大，就成了一臺(tái)比例微分控制器；如果把微分時(shí)間調(diào)到零，同時(shí)把積分時(shí)間放到最大，就成了一臺(tái)純比例控制器。

由于PID控制規(guī)律綜合了比例、積分、微分三種控制規(guī)律的優(yōu)點(diǎn)，具有較好的控制性能，因而應(yīng)用范圍更廣。PID控制器可以調(diào)整的參數(shù)是KP、TI、TD。適當(dāng)選取這三個(gè)參數(shù)的數(shù)值，可以獲得較好的控制質(zhì)量，實(shí)際應(yīng)用過程中很多工程技術(shù)人員對(duì)PID參數(shù)整定不是很理想，這是應(yīng)選擇自整定功能強(qiáng)和控制算法先進(jìn)的人工智能調(diào)節(jié)器，方便獲得最佳的PID參數(shù)。在選擇PID控制規(guī)律時(shí)，應(yīng)根據(jù)被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性以及實(shí)際控制要求和控制品質(zhì)來選擇。云南昌暉儀表制造有限公司給出了各種控制規(guī)律的特點(diǎn)及使用場(chǎng)合，供大家比較使用。 
 
位式控制規(guī)律應(yīng)用
優(yōu)缺點(diǎn)：位式控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜；控制質(zhì)量不高，被控變量會(huì)震蕩。
適用場(chǎng)合：位式控制適用于對(duì)象容量大，負(fù)荷變化小，控制質(zhì)量要求不高，允許登幅震蕩場(chǎng)合。
位式控制儀表介紹：位式控制常用的有三位控制和四限控制兩類，比如顯示控制儀、雙回路顯示控制儀就屬于三位控制儀，每一路輸入信號(hào)有兩限報(bào)警輸出；四限報(bào)警控制儀每一路輸入有四限報(bào)警輸出。
位式控制作用下輸入e與輸出P（或P的關(guān)系）：P=Pmax(e＞0)；P=Pmin(e＜0)。
階躍作用下位式控制的響應(yīng)（階躍幅值為A）：



比例控制規(guī)律應(yīng)用
優(yōu)缺點(diǎn)：比例控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制及時(shí)，參數(shù)整定方便；控制結(jié)果又穩(wěn)態(tài)誤差。
 適用場(chǎng)合：比例控制規(guī)律適用于對(duì)一階慣性對(duì)象，負(fù)荷變化不大，工藝要求不高，如果用于壓力、液位、串級(jí)副控回路等場(chǎng)合，可采用比控制。
比例控制作用下輸入e與輸出P（或P的關(guān)系）：P=Kpe
階躍作用下比例控制的響應(yīng)（階躍幅值為A）：



比例積分控制規(guī)律應(yīng)用
優(yōu)缺點(diǎn)：比例積分控制規(guī)律能消除穩(wěn)態(tài)誤差；積分作用控制慢，會(huì)使系統(tǒng)穩(wěn)定性變差。
適用場(chǎng)合：比例積分規(guī)律適用于對(duì)象滯后較大，負(fù)荷變化較大，但變化緩慢，要求控制結(jié)果無穩(wěn)態(tài)誤差場(chǎng)合。比例積分規(guī)律廣泛用于壓力、流量、液位和那些沒有大的事件滯后的具體對(duì)象。
比例積分控制作用下輸入e與輸出P（或P的關(guān)系）：

階躍作用下比例積分控制的響應(yīng)（階躍幅值為A）：


比例微分規(guī)律應(yīng)用
優(yōu)缺點(diǎn)：比例微分規(guī)律響應(yīng)快，偏差小，能增加系統(tǒng)穩(wěn)定性，有超前控制作用，可以克服對(duì)象的慣性；但控制作用有穩(wěn)態(tài)誤差。
適用場(chǎng)合：比例微分規(guī)律適用于對(duì)象滯后較大，負(fù)荷變化不大，被控變量變化不頻繁，控制結(jié)果允許有穩(wěn)態(tài)誤差存在的場(chǎng)合。
比例微分控制作用下輸入e與輸出P（或P的關(guān)系）：

階躍作用下比例微分控制的響應(yīng)（階躍幅值為A）：


比例積分微分規(guī)律
優(yōu)缺點(diǎn)：控制質(zhì)量最高，無穩(wěn)態(tài)誤差；但參數(shù)整定較麻煩。
適用場(chǎng)合：比例積分微分規(guī)律適用于對(duì)象滯后較大，負(fù)荷變化也較大，控制性能要求高的場(chǎng)合。適用于過熱蒸汽溫度控制、pH值控制等過程控制。
PID控制器介紹：國(guó)內(nèi)很多儀表廠生產(chǎn)的調(diào)節(jié)器為經(jīng)典控制算法的控制器，用在溫度控制或復(fù)雜工況時(shí)控制效果一般，建議大家使用控制算法更先進(jìn)的人工智能控制器、模糊PID控制器等。
比例積分微分控制作用下輸入e與輸出P（或P的關(guān)系）：

階躍作用下比例積分微分控制的響應(yīng)（階躍幅值為A）：