PID控制器比例、積分、微分有什么控制規律？及應該在哪些場合使用

PID控制器綜合了比例、積分和微分控制規律，本文總結了各種控制規律的特點及使用場合，供大家比較使用。

PID控制規律比例控制的輸出信號與輸入偏差成比例關系。偏差一旦產生，控制器立即產生控制作用以減小偏差，是最基本的控制規律。當僅有比例控制時系統輸出存在穩態誤差。

PID控制規律對于一個自動控制系統，如果在進入穩態后存在穩態誤差，則稱這個系統是有差系統。為了消除穩態誤差，必須引入積分控制規律。積分作用是對偏差進行積分，隨著時間的增加，積分輸出會增大，使穩態誤差進一步減小，直到偏差為零，才不再繼續增加。因此，采用積分控制規律的主要目的就是使系統無穩態誤差，提高系統的準確度。積分作用的強弱取決于積分時間常數TI，TI越大，積分作用越弱，反之則越強。由于積分引入了相位滯后，使系統穩定性變差。因此，積分控制一般不單獨使用，通常結合比例控制構成比例積分（PI）控制器。

PID控制規律在微分控制中，控制器的輸出與輸入偏差信號的微分（即偏差的變化率）成正比關系?？蓽p小超調量，并能在偏差信號的值變得太大之前，在系統中引入一個有效的早期修正信號，從而加快系統的動作速度，減少調節時間。微分控制反映偏差的變化率，只有當偏差隨時間變化時，微分控制才會對系統起作用，而對無變化或緩慢變化的對象不起作用。因此微分控制在任何情況下不能單獨與被控制對象串聯使用。 需要說明的是，對于一臺實際的PID控制器，如果把微分時間TD調到零，就成為一臺比例積分控制器；如果報積分時間TI放大到最大，就成了一臺比例微分控制器；如果把微分時間調到零，同時把積分時間放到最大，就成了一臺純比例控制器。由于PID控制規律綜合了比例、積分、微分三種控制規律的優點，具有較好的控制性能，因而應用范圍更廣。

PID控制器可以調整的參數是KP、TI、TD。適當選取這三個參數的數值，可以獲得較好的控制質量，實際應用過程中很多工程技術人員對PID參數整定不是很數量，這是應選擇自整定功能強和控制算法先進的人工智能調節器，方便獲得最佳的PID參數。在選擇PID控制規律時，應根據被控對象的動態、靜態特性以及實際控制要求和控制品質來選擇。