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目前工業自動化水平已成為衡量各行各業現代化水平的一個重要標誌。同時，控製理論的發展也經曆了古典控製理論、現(xian)代(dai)控(kong)製(zhi)理(li)論(lun)和(he)智(zhi)能(neng)控(kong)製(zhi)理(li)論(lun)三(san)個(ge)階(jie)段(duan)。智(zhi)能(neng)控(kong)製(zhi)的(de)典(dian)型(xing)實(shi)例(li)是(shi)模(mo)糊(hu)全(quan)自(zi)動(dong)洗(xi)衣(yi)機(ji)等(deng)。自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)可(ke)分(fen)為(wei)開(kai)環(huan)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)和(he)閉(bi)環(huan)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)。一(yi)個(ge)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)包(bao)括(kuo)控(kong)製(zhi)器(qi)﹑傳感器﹑變送器﹑執行機構﹑輸入輸出接口。控製器的輸出經過輸出接口﹑執行機構﹐加到被控係統上﹔控製係統的被控量﹐經過傳感器﹐變送器﹐通過輸入接口送到控製器。不同的控製係統﹐其傳感器﹑變送器﹑執行機構是不一樣的。比如壓力控製係統要采用壓力傳感器。電加熱控製係統的傳感器是溫度傳感器。目前，PID控製及其控製器或智能PID控製器（儀表）已經很多，產品已在工程實際中得到了廣泛的應用，有各種各樣的PID控製器產品，各大公司均開發了具有PID參數自整定功能的智能調節器(intelligent regulator)，其中PID控製器參數的自動調整是通過智能化調整或自校正、自適應算法來實現。有利用PID控製實現的壓力、溫度、流量、液位控製器，能實現PID控製功能的可編程控製器(PLC)，還有可實現PID控製的PC係統等等。 可編程控製器(PLC) 是利用其閉環控製模塊來實現PID控製，而可編程控製器(PLC)可以直接與ControlNet相連，如Rockwell的PLC-5等。還有可以實現PID控製功能的控製器，如Rockwell 的Logix產品係列，它可以直接與ControlNet相連，利用網絡來實現其遠程控製功能。
1、開環控製係統
開環控製係統(open-loop control system)是指被控對象的輸出(被控製量)對控製器(controller)的輸出沒有影響。在這種控製係統中，不依賴將被控量反送回來以形成任何閉環回路。
2、閉環控製係統
閉環控製係統(closed-loop control system)的特點是係統被控對象的輸出(被控製量)會(hui)反(fan)送(song)回(hui)來(lai)影(ying)響(xiang)控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)，形(xing)成(cheng)一(yi)個(ge)或(huo)多(duo)個(ge)閉(bi)環(huan)。閉(bi)環(huan)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)有(you)正(zheng)反(fan)饋(kui)和(he)負(fu)反(fan)饋(kui)，若(ruo)反(fan)饋(kui)信(xin)號(hao)與(yu)係(xi)統(tong)給(gei)定(ding)值(zhi)信(xin)號(hao)相(xiang)反(fan)，則(ze)稱(cheng)為(wei)負(fu)反(fan)饋(kui)( Negative Feedback)，ruojixingxiangtong，zechengweizhengfankui，yibanbihuankongzhixitongjuncaiyongfufankui，youchengfufankuikongzhixitong。bihuankongzhixitongdelizihenduo。birurenjiushiyigejuyoufufankuidebihuankongzhixitong，yanjingbianshichuanganqi，chongdangfankui，rentixitongnengtongguobuduandexiuzhengzuihouzuochugezhongzhengquededongzuo。ruguomeiyouyanjing，jiumeiyoulefankuihuilu，yejiuchengleyigekaihuankongzhixitong。lingli，dangyitaizhenzhengdequanzidongxiyijijuyounenglianxujianzhayiwushifouxijing，bingzaixijingzhihounengzidongqieduandianyuan，tajiushiyigebihuankongzhixitong。
3、階躍響應
階躍響應是指將一個階躍輸入（step function）加到係統上時，係統的輸出。穩態誤差是指係統的響應進入穩態後﹐係統的期望輸出與實際輸出之差。控製係統的性能可以用穩、準、快三個字來描述。穩是指係統的穩定性(stability)，一個係統要能正常工作，首先必須是穩定的，從階躍響應上看應該是收斂的﹔準是指控製係統的準確性、控製精度，通常用穩態誤差來(Steady-state error)描述，它表示係統輸出穩態值與期望值之差﹔快是指控製係統響應的快速性，通常用上升時間來定量描述。
4、PID控製的原理和特點
在工程實際中，應用最為廣泛的調節器控製規律為比例、積分、微分控製，簡稱PID控製，又稱PID調節。PID控製器問世至今已有近70年曆史，它以其結構簡單、穩定性好、工作可*、tiaozhengfangbianerchengweigongyekongzhidezhuyaojishuzhiyi。dangbeikongduixiangdejiegouhecanshubunengwanquanzhangwo，huodebudaojingquedeshuxuemoxingshi，kongzhililundeqitajishunanyicaiyongshi，xitongkongzhiqidejiegouhecanshubixuyi*經驗和現場調試來確定，這時應用PID控製技術最為方便。即當我們不完全了解一個係統和被控對象﹐或不能通過有效的測量手段來獲得係統參數時，最適合用PID控製技術。PID控製，實際中也有PI和PD控製。PID控製器就是根據係統的誤差，利用比例、積分、微分計算出控製量進行控製的。
比例（P）控製
比例控製是一種最簡單的控製方式。其控製器的輸出與輸入誤差信號成比例關係。當僅有比例控製時係統輸出存在穩態誤差（Steady-state error）。
積分（I）控製
zaijifenkongzhizhong，kongzhiqideshuchuyushuruwuchaxinhaodejifenchengzhengbiguanxi。duiyigezidongkongzhixitong，ruguozaijinruwentaihoucunzaiwentaiwucha，zechengzhegekongzhixitongshiyouwentaiwuchadehuojianchengyouchaxitong（System with Steady-state Error）。為了消除穩態誤差，在控製器中必須引入“積分項”。積(ji)分(fen)項(xiang)對(dui)誤(wu)差(cha)取(qu)決(jue)於(yu)時(shi)間(jian)的(de)積(ji)分(fen)，隨(sui)著(zhe)時(shi)間(jian)的(de)增(zeng)加(jia)，積(ji)分(fen)項(xiang)會(hui)增(zeng)大(da)。這(zhe)樣(yang)，即(ji)便(bian)誤(wu)差(cha)很(hen)小(xiao)，積(ji)分(fen)項(xiang)也(ye)會(hui)隨(sui)著(zhe)時(shi)間(jian)的(de)增(zeng)加(jia)而(er)加(jia)大(da)，它(ta)推(tui)動(dong)控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)增(zeng)大(da)使(shi)穩(wen)態(tai)誤(wu)差(cha)進(jin)一(yi)步(bu)減(jian)小(xiao)，直(zhi)到(dao)等(deng)於(yu)零(ling)。因(yin)此(ci)，比(bi)例(li)+積分(PI)控製器，可以使係統在進入穩態後無穩態誤差。
微分（D）控製
在微分控製中，控製器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關係。 自動控製係統在克服誤差的調節過程中可能會出現振蕩甚至失穩。其原因是由於存在有較大慣性組件（環節）或有滯後(delay)組件，具有抑製誤差的作用，其變化總是落後於誤差的變化。解決的辦法是使抑製誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時，抑製誤差的作用就應該是零。這就是說，在控製器中僅引入“比例”項往往是不夠的，比例項的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項”，它能預測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例+微(wei)分(fen)的(de)控(kong)製(zhi)器(qi)，就(jiu)能(neng)夠(gou)提(ti)前(qian)使(shi)抑(yi)製(zhi)誤(wu)差(cha)的(de)控(kong)製(zhi)作(zuo)用(yong)等(deng)於(yu)零(ling)，甚(shen)至(zhi)為(wei)負(fu)值(zhi)，從(cong)而(er)避(bi)免(mian)了(le)被(bei)控(kong)量(liang)的(de)嚴(yan)重(zhong)超(chao)調(tiao)。所(suo)以(yi)對(dui)有(you)較(jiao)大(da)慣(guan)性(xing)或(huo)滯(zhi)後(hou)的(de)被(bei)控(kong)對(dui)象(xiang)，比(bi)例(li)+微分(PD)控製器能改善係統在調節過程中的動態特性。
5、PID控製器的參數整定
PID控製器的參數整定是控製係統設計的核心內容。它是根據被控過程的特性確定PID控製器的比例係數、積分時間和微分時間的大小。PID控製器參數整定的方法很多，概括起來有兩大類：一yi是shi理li論lun計ji算suan整zheng定ding法fa。它ta主zhu要yao是shi依yi據ju係xi統tong的de數shu學xue模mo型xing，經jing過guo理li論lun計ji算suan確que定ding控kong製zhi器qi參can數shu。這zhe種zhong方fang法fa所suo得de到dao的de計ji算suan數shu據ju未wei必bi可ke以yi直zhi接jie用yong，還hai必bi須xu通tong過guo工gong程cheng實shi際ji進jin行xing調tiao整zheng和he修xiu改gai。二er是shi工gong程cheng整zheng定ding方fang法fa，它ta主zhu要yao依yi賴lai工gong程cheng經jing驗yan，直zhi接jie在zai控kong製zhi係xi統tong的de試shi驗yan中zhong進jin行xing，且qie方fang法fa簡jian單dan、易於掌握，在工程實際中被廣泛采用。PID控製器參數的工程整定方法，主要有臨界比例法、fanyingquxianfaheshuaijianfa。sanzhongfangfageyouqitedian，qigongtongdiandoushitongguoshiyan，ranhouanzhaogongchengjingyangongshiduikongzhiqicanshujinxingzhengding。danwuluncaiyongnayizhongfangfasuodedaodekongzhiqicanshu，douxuyaozaishijiyunxingzhongjinxingzuihoutiaozhengyuwanshan。xianzaiyibancaiyongdeshilinjiebilifa。liyonggaifangfajinxing PID控製器參數的整定步驟如下：(1)首先預選擇一個足夠短的采樣周期讓係統工作﹔(2)僅加入比例控製環節，直到係統對輸入的階躍響應出現臨界振蕩，記下這時的比例放大係數和臨界振蕩周期﹔(3)在一定的控製度下通過公式計算得到PID控製器的參數。文章來源於:
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