淺談PID調節控製
PID調節控製是一個傳統控製方法，它適用於溫度、壓力、流量、液位等幾乎所有現場。
那什麼是PID控製？PID是比例（Proportional）、積分（Integral）、微分（Derivative）三種控製作用的組合，實質就是根據輸入的偏差值，按照比例、積分、微分的函數關係進行運算，運算結果用以控製輸出，連續控製係統的理想PID控製規律為：
Kp——比例增益，Kp與比例度成倒數關係
Tt——積分時間常數
TD——微分時間常數
u（t）——PID控製器的輸出信號
e（t）——給定值r（t）與測量值之差
比例（P）：
比例控製器的輸出u(t)與輸入偏差e(t)成正比，偏差一旦產生，立即產生控製作用以減小偏差，但不能消除靜差。靜差是指係統控製過程趨於穩定時，給定值與輸出量的實測值之差。比例控製作用的大小除與偏差e(t)有關之外，還取決於比例係數Kp的大小。比例係數Kp越小，控製作用越小，係統響應越慢。反之，比例係數Kp越大，控製作用也越強，則係統響應越快。但是，Kp過大會使係統產生較大的超調和振蕩，導致係統的穩定性能變差。因此，不能將Kp選取過大，應根據被控對象的特性來折中選取Kp，使係統的靜差控製在允許的範圍內，同時又具有較快的響應速度。
積分（I）：
積分環節的作用，主要用於消除靜差以提高係統的無差度。積分作用的強弱，取決於積分時間常數Ti，Ti越大積分作用越弱，反之則越強。積分控製作用的存在與偏差e(t)的de存cun在zai時shi間jian有you關guan，隻zhi要yao係xi統tong存cun在zai著zhe偏pian差cha，積ji分fen環huan節jie就jiu會hui不bu斷duan起qi作zuo用yong，對dui輸shu入ru偏pian差cha進jin行xing積ji分fen，使shi控kong製zhi器qi的de輸shu出chu及ji執zhi行xing器qi的de開kai度du不bu斷duan變bian化hua，產chan生sheng控kong製zhi作zuo用yong以yi減jian小xiao偏pian差cha。在zai積ji分fen時shi間jian足zu夠gou的de情qing況kuang下xia，可ke以yi完wan全quan消xiao除chu靜jing差cha，這zhe時shi積ji分fen控kong製zhi作zuo用yong將jiang維wei持chi不bu變bian。Ti越小，積分速度越快，積分作用越強。但是積分作用太強會使係統超調加大，甚至使係統出現振蕩。
微分（D）：
用PI控kong製zhi器qi很hen難nan得de到dao很hen好hao的de動dong態tai調tiao節jie品pin質zhi，係xi統tong會hui產chan生sheng較jiao大da的de超chao調tiao和he振zhen蕩dang，這zhe時shi可ke以yi引yin入ru微wei分fen作zuo用yong。在zai偏pian差cha剛gang出chu現xian或huo變bian化hua的de瞬shun間jian，不bu僅jin根gen據ju偏pian差cha量liang做zuo出chu及ji時shi反fan應ying（即比例控製作用），還可以根據偏差量的變化趨勢（速度）提前給出較大的控製作用（即微分控製作用），將(jiang)偏(pian)差(cha)消(xiao)滅(mie)在(zai)萌(meng)芽(ya)狀(zhuang)態(tai)，這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)大(da)大(da)減(jian)小(xiao)係(xi)統(tong)的(de)動(dong)態(tai)偏(pian)差(cha)和(he)調(tiao)節(jie)時(shi)間(jian)，使(shi)係(xi)統(tong)的(de)動(dong)態(tai)調(tiao)節(jie)品(pin)質(zhi)得(de)以(yi)改(gai)善(shan)。微(wei)分(fen)作(zuo)用(yong)不(bu)能(neng)消(xiao)除(chu)靜(jing)差(cha)，所(suo)以(yi)單(dan)獨(du)使(shi)用(yong)意(yi)義(yi)不(bu)大(da)，一(yi)般(ban)需(xu)要(yao)與(yu)比(bi)例(li)、積分控製作用配合使用，構成PD或PID控製。
PID實際控製過程（控溫）：
1.操作員在控製器上設定反應所需的溫度值（SP，如100℃）。
2.溫度變送器持續測量實際溫度（PV），並上報給PID控製器。
3.控製器計算誤差 e = SP - PV。
4.若PV遠低於SP，P作用會輸出一個強大的控製信號，使調節閥打開，快速進行加熱。
5.隨著PV接近SP，P作用減弱。此時，I作用開始顯現，它通過累積前期低溫的誤差，確保閥門有足夠的開度，直至完全消除靜差，使溫度精準穩定在100℃。
6.在加熱過程中，如果溫度上升過快（例如由於反應放熱），D作用會敏銳地“感知”到這一趨勢，它會輸出一個反向信號，適度關小閥門，提前抑製溫度的衝高，避免超調和振蕩，實現平穩過渡。
