PID控制器比例、积分、微分有什么控制规律？及应该在哪些场合使用

PID控制器综合了比例、积分和微分控制规律，本文总结了各种控制规律的特点及使用场合，供大家比较使用。

PID控制规律比例控制的输出信号与输入偏差成比例关系。偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用以减小偏差，是最基本的控制规律。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。

PID控制规律对于一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个系统是有差系统。为了消除稳态误差，必须引入积分控制规律。积分作用是对偏差进行积分，随着时间的增加，积分输出会增大，使稳态误差进一步减小，直到偏差为零，才不再继续增加。因此，采用积分控制规律的主要目的就是使系统无稳态误差，提高系统的准确度。积分作用的强弱取决于积分时间常数TI，TI越大，积分作用越弱，反之则越强。由于积分引入了相位滞后，使系统稳定性变差。因此，积分控制一般不单独使用，通常结合比例控制构成比例积分（PI）控制器。

PID控制规律在微分控制中，控制器的输出与输入偏差信号的微分（即偏差的变化率）成正比关系。可减小超调量，并能在偏差信号的值变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。微分控制反映偏差的变化率，只有当偏差随时间变化时，微分控制才会对系统起作用，而对无变化或缓慢变化的对象不起作用。因此微分控制在任何情况下不能单独与被控制对象串联使用。 需要说明的是，对于一台实际的PID控制器，如果把微分时间TD调到零，就成为一台比例积分控制器；如果报积分时间TI放大到最大，就成了一台比例微分控制器；如果把微分时间调到零，同时把积分时间放到最大，就成了一台纯比例控制器。由于PID控制规律综合了比例、积分、微分三种控制规律的优点，具有较好的控制性能，因而应用范围更广。

PID控制器可以调整的参数是KP、TI、TD。适当选取这三个参数的数值，可以获得较好的控制质量，实际应用过程中很多工程技术人员对PID参数整定不是很数量，这是应选择自整定功能强和控制算法先进的人工智能调节器，方便获得最佳的PID参数。在选择PID控制规律时，应根据被控对象的动态、静态特性以及实际控制要求和控制品质来选择。