指导阅读

PID控制中有三个参数：P、I、d，只有了解这三个参数的含义和作用，才能调整控制器的PID参数，使控制器达到最佳的控制效果。精通PID参数设置和自动控制系统，代表了工程技术人员的自动化技能水平，但很多人并没有真正掌握PID控制和PID参数设置。

本文介绍了PID控制中P、I、D参数的作用。

比例作用

比例控制器实际上是一个放大倍数可调的放大器，即P=Kpe，其中Kp为比例增益，即Kp可以大于或小于1；e是控制器的输入，即测量值与给定值之差，也称为偏差。

需要注意的是，对于大多数模拟控制器来说，比例增益Kp不是作为标度，而是作为标度，即=1/Kc100%。即比例带与控制器的放大倍数的倒数成正比；控制器的比例带越小，其放大倍数越大，偏差放大能力越大，反之亦然。

知道了上面的关系，就可以知道比例带越大，控制器的放大倍数越小，被控参数的曲线越稳定。比例带越小，控制器的放大倍数越大，被控参数的曲线波动越大。

比例控制有一个缺点，就是会产生残差。为了克服残差，必须引入积分函数。

积分作用

设定控制器的积分函数以消除自动控制系统的残余误差。所谓积分，就是随时间累加，即当有偏差输入E时，积分控制器会随时间累加偏差，即积分的累加速度与偏差E和积分速度成正比。只要偏差E存在，积分控制器的输出就会发生变化，也就是说，积分一直在工作，只有当偏差不存在时，积分才会停止。

对于一个常值偏差，调节积分函数的实质是改变控制器输出的变化率，变化率是用积分函数输出等于比例函数输出所需的时间来衡量的。积分时间小意味着积分速度大，积分效果强；反之，积分时间大，积分效果就弱。如果积分时间无限大，说明没有积分效应，控制器就变成了纯比例控制器。

实际上积分函数很少单独使用，通常与比例函数一起使用，使其既有放大(或缩小)偏差的比例函数，又有随时间累积偏差的积分函数，作用方向一致。此时控制器的输出为P=Ke Pi，其中P为控制器输出值的变化量；Ke是比例作用引起的输出；Pi是积分引起的输出。

差动作用

微分函数主要用于克服被控对象的滞后性，常用于温度控制系统。除差动动作外，使用控制系统时还应注意测量传输的滞后性，如测温元件的选择和安装位置。

在常规PID控制器中，微分动作的输出变化与微分时间和偏差变化的速度成正比，而与偏差的大小无关。偏差变化速度越大，差动时间越长，差动动作的输出变化越大。但是，如果差动作用太强，可能会因变化太快而引起自身振荡，从而产生明显的斯派克或者突然跳跃在控制器的输出中。为了避免这种干扰，PID调节器和DCS中可以采用微分优先PID算法，即只对测量值PV进行微分。当手动改变控制器的给定值SP时，不会引起控制器输出的突变，从而避免了在改变SP的瞬间对控制系统的扰动。例如，TDC-3000在传统PID算法中增加了一个软开关，允许用户选择

比例叮当声

比例装置，如放大器；

一个偏差来了，放大了，发出去了；

放大倍数是多少？仔细看旋钮；

比例带旋转大，放大倍数低。

积分函数叮当

恒量调节器，积累能力；

只要偏差存在，积累就不会停止；

积快积慢，仔细看旋钮；

积分时间长，积累速度慢。

差动叮当声

说到竞争优势，它这一点也不神秘；

阶跃输入，输出跳跃上升；

忽快忽慢，仔细观察旋钮；

微分时间越长，下降越慢。

关于复位调节器的说明：复位就是复位的意思，因为控制器中的积分功能就是完成复位工作。以前，比例积分控制器被称为复位调节器。

标签：控制器PID比例