比例控制

控制器的輸出信號m(t)能夠成比例地反應其輸入信號e(t)。用數學式表達，即：m(t)=kpe(t)。式中，kp為比例係數。

P控制器實質上是一個具有可調增益的放大器。在信號變換過程中，P控制器只改變信號的增益而不影響其相位。在串聯校正中，加大控制器增益Kp，可以提高系統的開環增益，減小系統穩態誤差，從而提高系統的控制精度，但會降低系統的相對穩定性，甚至可能造成閉環系統不穩定。因此，在系統校正設計中，很少單獨使用比例控制規律。 ^[2] 

具有比例-積分控制規律的控制器，稱PI控制器，其輸出信號m(t)同時成比例地反應輸入信號e(t)及其積分，即

，

式中，Kp為可調比例係數；Ti為可調積分時間常數。

在串聯校正時，PI控制器相當於在系統中增加了一個位於原點的開環極點，同時也增加了一個位於s左半平面的開環零點。位於原點的極點可以提高系統的型別，以消除或減小系統的穩態誤差，改善系統的穩態性能；而增加的負實零點則用來減小系統的阻尼程度，緩和PI控制器極點對系統穩定性及動態過程產生的不利影響。只要積分時間常數Ti足夠大，PI控制器對系統穩定性的不利影響可大為減弱。在控制工程實踐中，PI控制器主要用來改善控制系統的穩態性能。 ^[2] 

具有比例——微分控制規律的控制器，稱為PD控制器，其輸出m (t)與輸入e(t)的關係如下式所示：

式中，Kp為比例係數；

為微分時間常數。Kp與

都是可調的參數。

PD控制器中的微分控制規律，能反應輸入信號的變化趨勢，產生有效的早期修正信號，以增加系統的阻尼程度，從而改善系統的穩定性。在串聯校正時，可使系統增加一個

的開環零點，使系統的相角裕度提高，因而有助於系統動態性能的改善。 ^[2] 

具有比例-積分-微分控制規律的控制器，稱PID控制器。這種組合具有三種基本規律各自的特點，其運動方程為

相應的傳遞函數為

與PI控制器相比，PID控制器除了同樣具有提高系統的穩態性能的優點外，還多提供一個負實零點，從而在提高系統動態性能方面，具有更大的優越性。因此，在工業過程控制系統中，廣泛使用PID控制器。PID控制器各部分參數的選擇，在系統現場調試中最後確定。通常，應使I部分發生在系統頻率特性的低頻段，以提高系統的穩態性能；而使D部分發生在系統頻率特性的中頻段，以改善系統的動態性能。 ^[2] 

比例控制技術是實現元件或系統的被控制量(油液的壓力、流量等) 與控制量(電氣信號) 之間線性關係的技術手段，它彌補了電液伺服控制應用和維護條件苛刻、成本高、能耗大以及傳統的電液開關控制性能差等缺陷，很好地滿足了工程實際的需要並得到迅速的發展。 ^[3]