PID 現場控製調節理論知識

在工程實際中，應用最為廣泛的調節器控製規律為比例
、積分、微分控製，簡稱PID控製
，又稱PID調節。PID控製器問世至今已有近70年曆史
，它以其結構簡單、穩定性好、工作可靠、tiaozhengfangbianerchengweigongyekongzhidezhuyaojishuzhiyi。dangbeikongduixiangdejiegouhecanshubunengwanquanzhangwo，huodebudaojingquedeshuxuemoxingshi，kongzhililundeqitajishunanyicaiyongshi，xitongkongzhiqidejiegouhecanshubixuyikaojingyanhexianchangtiaoshilaiqueding，zheshiyingyongPID控製技術最為方便。即當我們不完全了解一個係統和被控對象﹐或不能通過有效的測量手段來獲得係統參數時
，最適合用PID控製技術。PID控製，實際中也有PI和PD控製。PID控製器就是根據係統的誤差，利用比例
、積分、微分計算出控製量進行控製的。

比例（P）控製：

 比例控製是一種最簡單的控製方式。其控製器的輸出與輸入誤差信號成比例關係。當僅有比例控製時係統輸出存在穩態誤差（Steady-state error）。 

積分（I）控製 :

在zai積ji分fen控kong製zhi中zhong，控kong製zhi器qi的de輸shu出chu與yu輸shu入ru誤wu差cha信xin號hao的de積ji分fen成cheng正zheng比bi關guan係xi。對dui一yi個ge自zi動dong控kong製zhi係xi統tong，如ru果guo在zai進jin入ru穩wen態tai後hou存cun在zai穩wen態tai誤wu差cha，則ze稱cheng這zhe個ge控kong製zhi係xi統tong是shi有you穩wen態tai誤wu差cha的de或huo簡jian稱cheng有you差cha係xi統tong（System with Steady-state Error）。為了消除穩態誤差，在控製器中必須引入“積分項”。積ji分fen項xiang對dui誤wu差cha取qu決jue於yu時shi間jian的de積ji分fen
，隨sui著zhe時shi間jian的de增zeng加jia，積ji分fen項xiang會hui增zeng大da。這zhe樣yang，即ji便bian誤wu差cha很hen小xiao
，積ji分fen項xiang也ye會hui隨sui著zhe時shi間jian的de增zeng加jia而er加jia大da，它ta推tui動dong控kong製zhi器qi的de輸shu出chu增zeng大da使shi穩wen態tai誤wu差cha進jin一yi步bu減jian小xiao，直zhi到dao等deng於yu零ling。因yin此ci，比bi例li+積分(PI)控製器，可以使係統在進入穩態後無穩態誤差。

微分（D）控製 :

在微分控製中，控製器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關係。 自動控製係統在克服誤差的調節過程中可能會出現振蕩甚至失穩。其原因是由於存在有較大慣性組件（環節）或有滯後(delay)組件
，具有抑製誤差的作用，其變化總是落後於誤差的變化。解決的辦法是使抑製誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時，抑製誤差的作用就應該是零。這就是說，在控製器中僅引入“比例”項往往是不夠的，比例項的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項”，它能預測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例+微wei分fen的de控kong製zhi器qi，就jiu能neng夠gou提ti前qian使shi抑yi製zhi誤wu差cha的de控kong製zhi作zuo用yong等deng於yu零ling，甚shen至zhi為wei負fu值zhi
，從cong而er避bi免mian了le被bei控kong量liang的de嚴yan重zhong超chao調tiao。所suo以yi對dui有you較jiao大da慣guan性xing或huo滯zhi後hou的de被bei控kong對dui象xiang，比bi例li+微分(PD)控製器能改善係統在調節過程中的動態特性。

PID控製器具有以下優點：

(1)原理簡單
，應用方便。

(2)適應性強。已經廣泛應用於電力、機械、化工、熱工、冶金、建材和石油等各種蹩產部門。酃便是目前最薪發展的過程計算機控製係統，其基本的控製規律仍然是PID控製規律。

(3)lubangxingqiang。jiqikongzhipinzhiduibeikongduixiangtexingdebianhuabumingan。daduoshushoukongduixiangzaishoudaowaijieraodongshi
，youqishidangwaijiefuhebianhuashi，shoukongduixiangdedongtaitexingwangwanghuiyoujiaodadebianhua，weilemanzuyaoqiudekongzhixingneng，jiuxuyaojingchanggaibiankongzhiqidecanshu，zheshihenmafande。ruguokongzhiqidelubangxinghao，jiuwuxupinfandigaibiankongzhiqidecanshu。