比例控制规律(P)是指控制器的输出信号变化量p与输入输入偏差信号变化量e之间成比例关係。
基本介绍
- 中文名:比例积分微分控制
- 外文名:PID
- 套用:自动化控制
计算方式
(1) 比例控制规律(P):
定义:即
(Kp为比例放大係数)

特点:比例控制规律是最基本的控制规律。当负荷变化时,克服扰动能力强,控制作用及时,过渡过程时间短,但过程终了时存在余差,且负荷变化越大余差也越大。
适用:比例控制规律适用于控制通道滞后较小,时间常数不太大,扰动幅度较小,负荷变化不大,控制质量要求不高,允许有余差的场合。如贮罐液位、塔釜液位的控制和不太重要的蒸汽压力的控制等。
(2) 积分控制规律和比例积分控制规律(PI):
定义:积分控制规律是指控制器的输出变化量p与输入偏差e的积分成正比,即
(Ki为积分比例係数)

在比例控制的基础上,再加上积分控制作用,便构成比例积分控制规律(PI),其输出p与输入e的关係为

特点:引入积分作用能消除余差,故比例积分控制是使用最多、套用最广的控制规律,但是,加入积分作用后要保持系统原有的稳定性,必须加大比例度(削弱比例作用),以使控制质量有所下降,如最大偏差和振荡周期相应增大,过渡时间加强。
适用:对于控制通道滞后小,负荷变化不太大,工艺上不允许有余差的场合,如流量或压力控制,採用比例积分控制规律可获得较好的控制质量。
(3) 微分控制规律和比例微分控制规律(PD)
定义:微分控制规律是指控制器的输出变化量p与输入偏差e的变化速度成正比,即
(TD为微分时间)

在比例控制的基础上,加上微分控制作用,便构成比例微分控制规律,其输出p与输入e的关係为

特点:引入微分,会有超前的控制作用,能使系统的稳定性增加,最大偏差和余差减小,加快了控制过程,改善了控制质量。
适用:适用于过程容量滞后较大的场合。对于滞后很小和扰动作用频繁的系统,应儘可能避免适用微分作用。
(4) 比例积分微分控制规律(PID):
定义:在幅度为A的阶跃偏差作用下,时间PID控制规律可看成是比例、积分和微分三部分作用的叠加的複合控制,即
(KD为微分增益)

特点:微分作用对于克服容量滞后有显着效果,对克服纯滞后是无能为力的。在比例作用的基础上加上微分作用能提高系统的稳定性,加上积分作用能消除余差,又有δ、TI、TD三个可以调整的参数,因而可以使系统获得较高的控制质量。
适用:适用于容量滞后大、负荷变化大、控制质量要求较高的场合,如反应器、聚合釜的温度控制等。