ＰＩＤ控制器问世至今已有近７０年历史，它以其结构简单、稳定性好、工 作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参 数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采 用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用 ＰＩＤ控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能 通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用ＰＩＤ控制技术。ＰＩＤ控制，
实际中也有ＰＩ和ＰＤ控制。ＰＩＤ控制器就是根据系统的误差，利用比例、积 分、微分计算出控制量进行控制的。
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图４．４．１模拟ＰＩＤ控制系统原理框图 现将比例、积分、微分控制及ＰＩＥ）控制简单介绍如下：
ｌ比例（Ｐ）控制
比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比 例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Ｓｔｅａｄｙ．ｓｔａｔｅ
ｅｒｒｏｒ）。
２积分（Ｉ）控制
在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个 自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳 态误差的，或简称有差系统（Ｓｙｓｔｅｍ州ｔｈ Ｓｔｅａｄｙ－ｓｔａｔｅ Ｅｒｃｏｒ）．为了消除稳态 误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随 着时间的增加，积分项会增大．这样，即便误差很小，积分项也会随着时间 的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差迸一步减小，直到等于 零．因此，比例＋积分口Ｄ控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
３微分（Ｄ）控制
在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）
成正比关系。自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失 稳。其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后（ｄｅｌａｙ）组件，具有 抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差 的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这 就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大 误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这 样，具有比例＋微分（ＰＤ）的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等 于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞 后的被控对象，ＰＤ控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。
４ＰＩＤ控制
（１）比例环节：比例作用的引入是为了及时成比例地反映控制系统的偏 差信号ｅ（ｔ），当系统偏差产生对，控制器立即就发生作用即调节控制器输出，
使被控量朝着减小偏差的方向变化，加快系统的响应速度，提高系统的调节
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山东师范大学硕ｊ’学位论文