黄国栋   刘俊秀　　

（内蒙能源电力投资有限公司乌斯太热电厂生产部   阿拉善盟  750336）　　

摘  要：PID控制规律是自动控制中产生最早、应用最为广泛的一种控制规律。本文从从理论的角度联系实际例子，祥细阐述并揭示了比例（P）、积分（I）、微分（D）控制规律的实质。最后给出了什么是P、I、D控制规律的结论，以及三种控制规律的优缺点。　　

关键词：  PID  控制规律  静态偏差　 　

0.引言　　

PID控制是自动控制中产生最早的控制方法，同时也是在实际工程中应用最为广泛的一种控制方法，在电厂单元制机组的热工控制系统中,绝大部分都是采用PID控制（比如，给水控制系统，过热汽温控制、除氧器水位控制等）。尽管PID控制已经上了经典教科书，但由于它的简单与实际中良好的应用效果，人们仍在不断研究PID控制器的设计方法（包括各种自适应控制、最优控制等）。笔者在一些参考书上经常看到讲述比例、积分、微分的调节作用，但书中作者只给出了三种调节规律作用的结果，让读者不知其结论背后的原因。下面笔者就从理论的角度结合实际的例子来讲述以下这几种调节规律背后的来龙去脉。　　

(1) 比例调节规律的作用是：偏差一出现就能及时调节，但调节作用同偏差量是成比例的，调节终了会产生静态偏差（静差）。　　

(2) 积分调节规律的作用是：只要有偏差，就有调节作用，直到偏差为0，因此它能消除静态偏差，但积分作用过强，会使调节作用过强，引起被调参数超调，甚至产生振荡。　　

(3) 微分调节规律的作用是：根据偏差变化的速度进行调节，因此能提前给出较大调节作用，大大减小了系统的动态偏差量及调节过程时间，但微分作用过强，又会使调节作用过强，引起系统超调和振荡。　　

    这三种调节规律的整定原则是：就每一种调节规律而言，在满足生产要求的情况下，比例作用要强一些，积分作用要强一些，微分作用也要强一些，当同时采用这三种调节规律时，三种调节作用应适当减弱，但微分时间一般取积分时间的1/4~1/3。　　

正文：　　

1 比例调节规律：将控制对象近似一个比例环节，比例系数为K　　

比例控制作用是指控制器的输出与输入成比例关系。它的动态方程为

　　μ(t)=Kpe(t)               μ(t)= 　　e(t)              

μ(t)——执行机构的移（即控制器的输出）；

e(t)——给定值与被控量的偏差，e(t)=g-y;　　

Kp——比例系数或比例增益；

——比例带；　　

用传递函数表示为：Wp(s)= =Kp=　　

比例控制作用的动作规律是：偏差e(t)越大，执行机构输出位移μ(t)也愈大；偏差e(t)的变化速度愈大，执行机构输出位移的速度也愈大

比例控制作用的特点是动作快，对干扰有及时和很强的控制作用；但由于执行机构的位移μ(t)与被控控量的偏差e(t)有一一对应的关系，所以控制的结果是被控量存在静态偏差。　　

对于一个简单的单回路系统来说：　　　　　　

G(s)：前馈通道的传递函数； H(s)：反馈通道的传递函数； G(s)H(s)：开环传递函数