双容水箱PID分析参照.pdf

双容水箱 PID 分析 PID 是控制系统中的重要参数，指控制方式，指输出与输入之

间的响应方式。 PID 调节器。工程上常常用在闭环系统中加入 PID 环

节，对系统的传递函数进行修正， 以快速的跟踪变化， 消除稳态误差。 以下就比例、积分、微分控制规律作简要介绍 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）。 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 with Steady-state

Error ）。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进一步减小，直到等于零。因此，比例 +积分

(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳 态误差。 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。 微分是输出只对输入变化部分敏感， 特别是输入有

尖峰的时候，输出剧烈的响应，但输入不变，不管有多大，输出就为

零，因此，也叫超前调节，起加速作用，等效串联一个电容其原因是

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