PID調節器

　　對被調量與給定值的偏差分別進行比例、微分和積分運算，取其和構成連續信號以控制執行器的模擬調節器（見模擬調節儀錶），它的全稱是比例積分微分調節器。這種調節器在工業生產中應用十分廣泛。PID調節器的輸入信號e（偏差）和輸出信號P之間的函數關係可用下式表示：

式中K為調節器的放大系數，T_i為調節器的積分時間,T_d為調節器的微分時間。輸出變化量 P包含輸入變化量的比例項、輸入變化量對時間的積分和微分三項，它們分別稱為比例作用、積分作用和微分作用。比例作用的校正作用強，穩定性好，但對被調量的調節作用最終達不到給定值,始終存在餘差（又稱為靜態誤差）（圖1）。積分作用決定於偏差的存在與否,隻要有偏差，積分作用就存在,直到偏差消除為止。因此積分作用能消除餘差。微分作用總是阻止被控總量的變化(圖2)，偏差剛產生時就發生信號進行調節，故有超前作用，能克服調節對象和傳感器慣性的影響，增加系統的穩定性。圖3表現瞭在比例(P)作用、比例積分 (PI)作用和比例積分微分(PID)作用下被調量y的變化過程。可以看出,比例積分微分作用為最佳，能迅速地使y達到給定值x。比例積分作用則需要稍長的時間,比例作用則最終達不到給定值,而有餘差。具有比例作用的比例調節器和具有比例積分作用的比例積分調節器廣泛應用在各個領域。

　　PID調節器有多種類型,如氣動PID調節器和電動PID調節器。單元組合儀表和組裝儀表都有PID調節器。PID調節器按整定方式又分為普通型和電壓整定型兩種。在普通型調節器中,調節器參數K、T_i、T_d等隻能就地調整，而電壓整定型的調節器參數受外界給定信號控制，因而可以制成遠程整定、第三參數整定、自整定以及與計算機聯用等類型。在直接數字控制系統和工業控制機系統中也廣泛采用 PID調節規律控制工業對象。（見調節器、氣動單元組合儀表、電動單元組合儀表、組裝式綜合控制裝置）

　　

參考書目

　史美紀編：《工業儀表應用》，機械工業出版社，北京，1984。