控制系统各种分类的方法
控制系统分类
控制系统分类控制系统分类控制系统是指能够对某个对象或过程进行监测、判断、调节和控制的一种技术体系。
根据不同的分类标准，可以将控制系统分为多种类型。
本文将从不同的角度出发，对控制系统进行分类。
一、按照控制对象分类1.机械控制系统机械控制系统是指通过机械传动来实现对某个对象或过程进行监测、判断、调节和控制的一种技术体系。
例如，汽车发动机的传动系统就是一种典型的机械控制系统。
2.电气控制系统电气控制系统是指通过电气信号来实现对某个对象或过程进行监测、判断、调节和控制的一种技术体系。
例如，家庭电器中的温度调节器就是一种典型的电气控制系统。
3.液压与气动控制系统液压与气动控制系统是指通过液体或气体来实现对某个对象或过程进行监测、判断、调节和控制的一种技术体系。
例如，工业生产中常用的液压升降平台就是一种典型的液压与气动控制系统。
二、按照控制方式分类1.开环控制系统开环控制系统是指在控制过程中没有反馈信号的一种技术体系。
例如，家庭电器中的电风扇就是一种典型的开环控制系统。
2.闭环控制系统闭环控制系统是指在控制过程中有反馈信号的一种技术体系。
例如，汽车中的自动驾驶系统就是一种典型的闭环控制系统。
三、按照控制对象数量分类1.单变量控制系统单变量控制系统是指只对一个变量进行监测、判断、调节和控制的一种技术体系。
例如，家庭电器中的温度调节器就是一种典型的单变量控制系统。
2.多变量控制系统多变量控制系统是指对多个变量进行监测、判断、调节和控制的一种技术体系。
例如，工业生产中常用的化工生产过程就是一种典型的多变量控制系统。
四、按照实现方式分类1.模拟式控制系统模拟式控制系统是指通过模拟电路来实现对某个对象或过程进行监测、判断、调节和控制的一种技术体系。
例如，工业生产中常用的模拟式控制系统就是一种典型的模拟式控制系统。
2.数字式控制系统数字式控制系统是指通过数字电路来实现对某个对象或过程进行监测、判断、调节和控制的一种技术体系。
控制系统的基本原理：介绍控制系统的基本原理、组成和分类
控制系统的基本原理：介绍控制系统的基本原理、组成和分类引言在现代科技的背景下，控制系统已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
无论是家用电器、交通工具还是工业生产，都离不开控制系统的应用。
控制系统的基本原理是指通过对输入信号的检测和处理，以及对输出信号的控制，实现对系统运行状态的调节和控制。
本文将介绍控制系统的基本原理、组成和分类，帮助读者对控制系统有更加深入的理解。
什么是控制系统？控制系统是由输入信号、处理器、执行器和反馈组成的一种系统。
输入信号是指输入到系统中用来控制系统行为的信号，可以是从传感器获取的实时数据，也可以是手动输入的指令。
处理器是对输入信号进行处理和计算的核心部分，它根据输入信号和系统内部的算法决策，生成输出信号。
执行器是负责执行输出信号的设备，根据输出信号改变系统的状态。
反馈是通过测量系统输出信号，与参考信号进行比较，从而调节控制器的工作状态。
控制系统的基本原理控制系统的基本原理可以概括为输入-处理-输出-反馈的闭环过程。
首先，输入信号传输到处理器中。
处理器分析、计算和决策，生成相应的输出信号。
输出信号被执行器执行，从而改变系统的状态。
同时，系统的输出信号被反馈回来，与参考信号进行比较，根据比较的结果调整处理器的工作状态。
这个闭环的过程不断进行，使得系统能够动态地调节和控制。
控制系统的组成控制系统的组成可以分为四个主要部分：输入信号、处理器、执行器和反馈。
输入信号输入信号是控制系统的输入，它提供了控制系统操作的指令或者实时数据。
输入信号可以来自传感器、人机交互界面或者其他外部设备。
传感器可以采集温度、压力、湿度等物理量，并将采集到的信息转化为电信号。
人机交互界面可以通过按钮、开关、触摸屏等方式输入指令。
处理器处理器是控制系统的核心部件，它负责对输入信号进行处理和计算，根据系统内部的算法决策产生输出信号。
处理器可以是数字处理器或者模拟处理器，根据控制系统的需求选择合适的处理器。
处理器将输入信号与控制算法相结合，根据预定的控制策略生成输出信号。
控制系统的分类
控制系统的分类控制系统的分类有三种方法：以自动控制方式分类、以参于控制方式分类、以调节规律分类。
一、以自动控制方式分类1、开环控制系统若计算机开环控制系统的输出对生产过程能行使控制，但控制结果---生产过程的状态没有影响计算机控制的系统，计算机\控制器'生产过程等环节没有构成闭合环路，则称之为计算机开环控制系统.生产过程的状态没有反馈给计算机，而是由操作人员监视生产过程的状态，决定控制方案，并告诉控制计算机使其行使控制作用。
2、闭环控制系统计算机对生产对象或过程进行控制时，生产过程状态能直接影响计算机控制的系统，称之为计算机闭环控制系统。
控制计算机在操作人员监视下，自动接受生产过程状态检测结果，计算并确定控制方案，直接指挥控制部件(器)的动作，行使控制生产过程作用。
在这样的系统中，控制部件按控制机发来的控制信息对运行设备进行控制，另一方面运行设备的运行状态作为输出，由检测部件测出后，作为输入反馈给控制计算机；从而使控制计算机'控制部件' 生产过程\检测部件构成一个闭环回路。
我们将这种控制形式称之为控制计算机闭环控制。
计算机闭环控制系统，利用数学模型设置生产过程最佳值与检测结果反馈值之间的偏差，控制达到生产过程运行在最佳状态。
3、在线控制系统只要计算机对受控对象或受控生产过程，能够行使直接控制，不需要人工干预的都称之为控制计算机在线控制或称联机控制系统。
4、离线控制系统控制计算机没有直接参于控制对象或受控生产过程。
它只完成受控对象或受控过程的状态检测，并对检测的数据进行处理；而后制定出控制方案，输出控制指示，操作人员参考控制指示，人工手动操作使控制部件对受控对象或受控过程进行控制。
这种控制形式称之为计算机离线控制系统。
5、实时控制系统控制计算机实时控制系统是指受控制的对象或受控过程，每当请求处理或请求控制时，控制机能及时处理并进行控制的系统，常用在生产过程是间断进行的场合。
控制系统的分类
控制系统的分类一、控制系统的概述控制系统是指通过对被控对象的输入信号进行调节，使被控对象的输出能够满足某种要求的一种系统。
控制系统广泛应用于工业过程控制、机器人控制、航空航天、自动化设备等领域。
根据不同的特点和应用领域，控制系统可以分为不同的分类。
二、按照系统的输入输出类型分类1. 开环控制系统开环控制系统是指控制系统的输出不会对系统的输入产生反馈作用。
开环控制系统的特点是简单、稳定性差，只能在输入信号恒定的情况下实现对被控对象的控制。
2. 闭环控制系统闭环控制系统是指控制系统在输出信号上与被控对象进行反馈，根据反馈信号进行修正，以实现对被控对象的控制。
闭环控制系统具有更好的鲁棒性和稳定性，能够适应多种输入信号的变化。
三、按照系统的控制方式分类1. 连续控制系统连续控制系统是指控制系统的输入和输出信号都是连续的，变化是连续的过程。
连续控制系统通常采用模拟信号进行传输和处理，常见的例子是温度控制系统和液位控制系统。
2. 离散控制系统离散控制系统是指控制系统的输入和输出信号都是离散的，变化是离散的过程。
离散控制系统通常采用数字信号进行传输和处理，常见的例子是数字化仪表和嵌入式控制系统。
四、按照系统的控制方式分类1. 自动控制系统自动控制系统是指控制系统能够根据预先设定的规则和算法，自动调节被控对象的状态。
自动控制系统通常具有较高的智能化程度，可以自主地进行控制操作。
2. 手动控制系统手动控制系统是指控制系统的操作需要人工干预和控制，根据人工的指令和要求进行调节。
手动控制系统通常用于简单的控制操作或者作为自动控制系统的辅助手段。
五、按照系统的控制对象分类1. 单变量控制系统单变量控制系统是指控制系统只针对一个变量进行控制调节，被控对象只有一个输入和一个输出。
常见的例子是温度控制系统和液位控制系统。
2. 多变量控制系统多变量控制系统是指控制系统需要同时控制多个变量，被控对象具有多个输入和输出。
多变量控制系统通常需要更复杂的控制策略和算法，常见的例子是化工过程控制系统和机器人控制系统。
控制系统按输出的变化规律分类,可以分为哪几类？
控制系统按输出的变化规律分类，可以分为哪几类？控制系统是由各种组件和设备组成的复杂系统，其作用是对某个系统或过程进行监控和调节，使系统达到预期的状态和性能。
根据输出的变化规律，控制系统可以分为以下几类：1. 开环控制系统开环控制系统是一种简单的控制系统，其输出信号不依赖于系统的反馈信息。
在开环控制系统中，控制器根据预先设定的规则生成输出信号，从而控制被控对象。
由于没有反馈信息的参与，开环控制系统对于外部干扰和误差非常敏感，容易导致系统不稳定或无法达到期望的状态。
2. 闭环控制系统闭环控制系统是一种基于反馈的控制系统，在该系统中，输出信号通过传感器获取，并与期望值进行比较。
根据比较结果，控制器调整输出信号，以使输出接近期望值。
闭环控制系统具有较好的鲁棒性和稳定性，能够实时调节控制器的输出，以适应系统的变化。
闭环控制系统可以进一步分为以下几类：2.1 比例控制系统 (P控制)在比例控制系统中，控制器的输出信号与误差信号成比例。
误差信号是期望值与实际输出值之间的差值。
比例控制系统具有较快的响应速度，但可能存在静态误差，即最终的输出值可能无法完全接近于期望值。
2.2 积分控制系统 (I控制)积分控制系统是在比例控制系统的基础上加入了积分环节。
积分环节的作用是累积误差信号，并将其作为控制器的输出。
积分控制系统能够消除静态误差，但也可能引入超调或振荡的问题。
2.3 微分控制系统 (D控制)微分控制系统是在比例控制系统的基础上加入了微分环节。
微分环节通过计算误差信号的变化速率，来调整控制器的输出。
微分控制系统能够提高系统的稳定性和抗干扰能力，但对噪声信号比较敏感。
2.4 比例积分控制系统 (PI控制)比例积分控制系统是在比例控制系统的基础上同时引入了积分环节。
PI控制系统综合了比例控制系统和积分控制系统的优点，能够快速响应并消除静态误差。
2.5 比例微分控制系统 (PD控制)比例微分控制系统是在比例控制系统的基础上同时引入了微分环节。
控制系统常识
控制系统常识一、控制系统的种类控制方式一般分为手动或自动两大类，如果纠正系统的偏差是由人直接操作，这种回路称为手动控制系统；如果系统具有反馈通道组成的闭环回路并能自动纠正偏差，这种系统称为自动控制系统，或叫自动调节系统。
自动调节系统一般由变送器、调节器及调节阀组成，其作用是把来自变送器的标准测量值，并与给定值比较，若产生偏差，调节器则按事先选定的调节规律调整偏差，并通过调节阀来执行调节器的调节指令。
自动控制系统的种类很多，可分为如下几种：（一）按给定值的不同来分类的调节系统1、定值调节系统:定值是恒给定值的简称。
在工艺生产中，要求调节系统的被调参数保持在一个生产技术指标上不变，这个技术指标就是给定值。
这种在生产过程中给定值不变的自动调节系统称为定值调节系统。
2、程序(或顺序)调节系统：这种类型的调节系统的给定值，在工艺生产中是不断变化的。
但是它是一个已知的时间函数，即生产技术指标需按一定的时间程序变化。
3、随动调节系统(又称自动跟踪调节系统)：这类调节系统的给定值也是不断变化的，而且要求系统的输出也跟着变化，随动调节系统的输出应严格、及时地随着输入的变化而变化。
（二）按自动化工具不同分类的调节系统1、常规调节系统：凡是用模拟控制装置，对生产过程进行调节控制的系统，通常称为常规调节系统，或称为常规过程控制系统。
常规调节系统中的调节器和执行器是关键仪表设备。
2、计算机调节系统：凡是用计算机代替常规调节器，对生产过程进行调节控制的系统，通常称为计算机调节系统，或称计算机过程控制系统。
计算机调节系统中工业控制计算机是主要设备。
（三）按调节参数多少分类的调节系统：1、简单调节系统：简单调节系统是指只有一个测量元件和变送器、一个调节器、一个调节阀，只对一个参数进行调节的系统。
它是自动化控制系统中，使用最广泛的一类系统。
2、复杂调节系统：在生产过程控制中，各种不同于简单调节系统的调节系统统称为复杂调节系统。
复杂调节系统种类繁多，根据系统结构和所担负的任务不同，可分为串级、均匀、比值、分程、前馈、取代等调节系统。
简述自动控制系统的基本分类
简述自动控制系统的基本分类自动控制系统是现代工业生产中不可或缺的一部分，它可以实现对生产过程的自动化控制，提高生产效率和质量。
自动控制系统的基本分类主要有以下几种。
一、按照控制对象分类1.连续控制系统：主要用于对连续生产过程进行控制，如化工、石油、纺织等行业的生产过程。
2.离散控制系统：主要用于对离散生产过程进行控制，如自动包装、自动装配等行业的生产过程。
3.混合控制系统：是连续控制系统和离散控制系统的结合，主要用于对同时具有连续和离散生产过程的系统进行控制。
二、按照控制方式分类1.开环控制系统：是指控制器不对被控对象的输出进行反馈调节，而是直接根据预定的控制规律进行控制。
2.闭环控制系统：是指控制器对被控对象的输出进行反馈调节，根据输出与预定值之间的误差进行控制。
3.开闭环控制系统：是指同时采用开环和闭环控制方式的控制系统，主要用于对复杂系统进行控制。
三、按照控制器分类1.单变量控制器：是指控制单个变量的控制器，如PID控制器、比例控制器等。
2.多变量控制器：是指控制多个变量的控制器，如模型预测控制器、自适应控制器等。
3.分散控制器：是指控制系统中各个部分各自独立进行控制的控制器。
4.集中控制器：是指控制系统中各个部分通过中央控制器进行集中控制的控制器。
四、按照控制对象的数量分类1.单变量控制系统：是指控制系统中只有一个被控对象的控制系统。
2.多变量控制系统：是指控制系统中有多个被控对象的控制系统。
3.分布式控制系统：是指控制系统中各个被控对象通过分布式控制器进行控制的控制系统。
四、按照控制系统的层次分类1.基层控制系统：是指控制系统中最底层的控制系统，主要用于对现场设备进行控制。
2.中层控制系统：是指控制系统中处于中间层次的控制系统，主要用于对生产过程进行控制。
3.高层控制系统：是指控制系统中处于最高层次的控制系统，主要用于对整个生产过程进行规划和管理。
以上是自动控制系统的基本分类，不同的控制系统具有不同的特点和应用范围，选择合适的控制系统能够提高生产效率和质量，降低成本，提高企业的竞争力。
简述控制系统的四种分类
简述控制系统的四种分类
1. 开环控制系统：开环控制系统是指系统的输出不会对系统的输入或控制有影响的一种控制系统。
它主要通过预先设定的控制信号对系统进行控制，而无需考虑系统的误差或反馈信号。
这种控制系统通常缺乏稳定性和鲁棒性，适用于简单的、高度可预测的系统。
2. 闭环控制系统：闭环控制系统是指系统的输出对控制器的输入具有影响的一种控制系统。
闭环控制系统通过反馈信号来修正系统的误差，以达到稳定和精确的控制目标。
它可以根据实时反馈信号自动调整输出信号，使系统在不同的工况下都能保持稳定的运行。
3. 自适应控制系统：自适应控制系统是指能够根据系统的实时变化和外部干扰来自动调整控制指令的一种控制系统。
它通过对系统参数和模型的估计，以及对误差和干扰的补偿，使得系统能够对不确定性和变化做出适应性的调整，以实现更好的控制性能。
4. 开关控制系统：开关控制系统是指通过对控制信号的开关和切换来实现对系统的控制的一种控制系统。
它通常使用离散的控制算法和逻辑来实现控制目标，适用于对系统状态要求不高的应用。
开关控制系统具有灵活性和简单性，但其控制精度、响应速度和稳定性可能较差。
控制系统分类简述
控制系统分类简述控制系统是现代工程中不可或缺的一部分，它在各种领域中发挥着重要的作用。
从简单的家用电器到复杂的工业自动化系统，控制系统可以帮助我们实现精确的控制和调节。
在这篇文章中，我将简单概述控制系统的分类，以帮助你更好地理解这个领域。
1. 开环控制和闭环控制开环控制和闭环控制是最基本的控制系统分类。
开环控制是指输出信号不反馈到系统输入的控制方式。
简单来说，它根据预设的输入信号产生输出信号，但无法对输出进行实时调节。
闭环控制则是利用反馈信号来调节输出，使系统能够更准确地达到期望的状态。
闭环控制系统可以根据实时反馈信息对系统进行修正和调整，从而提高系统的稳定性和精确度。
2. 连续控制和离散控制根据控制系统的输入和输出信号是否连续，控制系统可以分为连续控制和离散控制两种类型。
连续控制系统使用连续变化的输入和输出信号进行控制，适用于需要实时调节和连续运行的系统，例如温度控制系统。
而离散控制系统则使用离散的输入和输出信号进行控制，适用于周期性的操作和采样，例如数字化的音频控制系统。
3. 线性控制和非线性控制线性控制系统和非线性控制系统是根据系统的数学模型来分类的。
线性控制系统的输入和输出之间存在线性关系，可以使用线性方程和传统的控制方法进行分析和设计。
非线性控制系统的输入和输出之间存在非线性关系，需要使用非线性的数学模型和先进的控制方法进行研究和设计。
非线性控制系统常见于复杂的工程和物理系统，例如飞机操纵系统和化学反应系统。
4. 单变量控制和多变量控制单变量控制和多变量控制是根据控制系统所涉及的变量个数来分类的。
单变量控制系统只涉及一个输入和一个输出变量，例如家庭中的温度控制系统。
而多变量控制系统涉及多个输入和输出变量之间的关系，例如工业过程控制系统。
多变量控制系统需要考虑不同变量之间的相互作用和影响，设计更复杂的控制策略来实现系统的稳定性和性能。
总结回顾：控制系统的分类涉及开环与闭环控制、连续与离散控制、线性与非线性控制以及单变量与多变量控制。
控制系统的分类
控制系统的分类控制系统是指通过对系统的输入、输出及状态进行监测和调节，使其达到预期目标的一种系统。
根据控制器的类型、控制对象的性质、控制方式等不同方面，可以将控制系统分为多种不同类型。
本文将从以下几个方面来介绍控制系统的分类。
一、按照控制器类型分类1.开环控制系统开环控制系统是指在整个过程中，只有输入信号与输出信号之间有关系，而没有对输出信号进行反馈调节。
这种控制方式适用于被测量对象稳定且受外部干扰少的情况下。
2.闭环控制系统闭环控制系统是指在整个过程中，通过对输出信号进行反馈调节，使得输出信号更加稳定可靠。
这种方式适用于被测量对象容易受外部干扰或者变化较大的情况下。
3.自适应控制系统自适应控制系统是指根据被测量对象的特性和工作状态，在不断地调整参数和策略的基础上实现自我优化和自我调节。
这种方式适用于被测量对象具有变化性或者难以确定其数学模型等情况下。
4.数字控制系统数字控制系统是指采用数字信号处理器（DSP）或者单片机等数字电路来实现控制的方式。
这种方式具有精度高、可靠性好、适应性强等优点，适用于需要高精度控制的场合。
5.模糊控制系统模糊控制系统是指采用模糊逻辑理论来进行控制的一种方式。
这种方式具有对复杂系统的适应能力强、易于实现等优点，适用于对被测量对象难以建立数学模型或者变化较大的情况下。
6.神经网络控制系统神经网络控制系统是指采用人工神经网络（ANN）来进行控制的一种方式。
这种方式具有自学习能力和自适应能力强、对非线性问题处理能力强等优点，适用于需要对非线性问题进行处理的场合。
二、按照被测量对象分类1.机电一体化控制系统机电一体化控制系统是指对机械和电气两个方面进行整体设计和综合调配的一种控制方式。
这种方式广泛应用于机床、自动化生产线等领域中。
2.过程控制系统过程控制系统是指对工业生产过程中的物理量、化学量等进行监测和调节的一种控制方式。
这种方式广泛应用于石油化工、电力、水利等领域中。
3.交通运输控制系统交通运输控制系统是指对交通流量、车辆速度等进行监测和调节的一种控制方式。
自动控制系统的分类
自动控制系统的分类常用的自动控制系统分类方法如下。
1．按控制原理的不同自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。
1）开环控制系统在开环控制系统中，系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制干扰的特性都比较差。
开环控制系统中，基于按时序进行逻辑控制的称为顺序控制系统，由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。
主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制及机械手和生产自动线。
2）闭环控制系统闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的，利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制，可获得比较好的控制性能。
闭环控制系统又称反馈控制系统。
2．按给定信号（输入量）的变化规律分类自动控制系统可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
1）恒值控制系统若系统输入量为一定值，要求系统的输出量也保持恒定，此类系统称为恒值控制系统。
这类控制系统的任务是保证在扰动作用下被控量始终保持在给定值上，在生产过程中的恒转速控制、恒温控制、恒压控制、恒流量控制、恒液位高度控制等大量的控制系统都属于这一类系统。
对于恒值控制系统，着重研究各种扰动对输出量的影响，以及如何抑制扰动对输出量的影响，使输出量保持在预期值上。
恒值控制系统又称为自动调节系统，其主要特征是给定量不变。
2）随动控制系统给定值按未知时间函数变化，要求输出跟随给定值的变化而变化，如跟踪卫星的雷达天线系统。
随动系统的输入信号是一个随时间任意变化的函数（事先无法预测其变化规律），系统的任务是在存在扰动的情况下，保证输出量以一定的精度跟随输入信号的变化而变化。
在这种系统中，输出量通常是机械位移、速度或加速度。
随动系统中，若给定量变化是任意的，则称为自动跟踪系统或伺服系统，研究的重点是系统输出量跟随输入量的准确性和快速性。
随动系统在工业、交通和国防等部门有着极为广泛的应用，如机床的自动控制、舰船的操舵系统、火炮控制系统及雷达导航系统等。
3）程序控制系统若系统的输入量按一定的时间函数变化，但其变化规律是预先知道和确定的，给定值按一定时间函数变化，要求输出量与给定量的变化规律相同，此类系统称为程序控制系统。
1.4自动控制系统的分类
1.4自动控制系统的分类•按控制方式分开环控制、闭环控制，反馈控制、复合控制•按元件类型分机械系统——恒张力系统、电气系统、机电系统——全自动照相机，光机电结合液压系统——伺服液压缸，汽车发动机，大型的仿真模拟台、气动系统、生物系统•按系统功用分温度控制系统、压力控制系统、位置控制系统•按系统性能分线性系统和非线性系统? 连续系统和离散系统定常系统和时变系统•按输入信号变化规律分恒值控制系统、随动系统、程序控制系统为了全面反映系统的特点，常常将上述分类方法结合应用。
□线性连续控制系统如果系统可用微分方程式描述，表示成输入量与输出量的微分方程，且微分方程的系数是常数，反之，如果微分方程的系数随时间变化，称为时变系统。
线性定常系统按其输入量的变化规律不同又可分为：恒值控制系统、随动系统和程序控制系统。
① 恒值控制系统参据量是一个常值，要求被控量亦等于一个常值。
温度控制系统——恒温箱（刚出生的早产儿要放在保温箱里，做温度试验时）温度一经调整，被控量就应与调整好的参据量保持一致。
压力控制系统、液位控制系统等。
② 随动系统这类系统的参据量是预先未知的随时间任意变化的函数，要求被控制量以尽可能小的误差跟随参据量的变化。
在随动系统中，扰动的影响是次要的，系统分析、设计的重点是研究被控制量跟随的快速性和准确性。
函数记录仪、高炮自动跟踪系统便是典型的随动系统的例子。
在随动系统中，如果被控制量是机械位置（角位置）或其导数时，这类系统称之为伺服系统。
③ 程序控制系统这类控制系统的参据量是按预定规律随时间变化的函数，要求被控制量迅速、准确地复现。
机械加工使用的数字程序控制机床便是一例。
程序控制系统和随动系统的参据量都是时间的函数，不同之处在于程序控制系统是已知的时间函数，随动系统是未知的任意的时间函数，而恒值控制系统可视为程序控制系统的特例。
线性定常离散系统随着计算机的发展利用数字计算机进行控制的系统越来越多。
连续信号经过开关的采样→（可以转换成）离散系统，离散系统用差分方程描述。
简述控制系统的四种分类
简述控制系统的四种分类控制系统是一种能够对所控对象进行调节和管理的系统，广泛应用于工业、交通、电力等领域。
根据不同的分类标准，控制系统可以分为四种类型，分别是开环控制系统、闭环控制系统、模糊控制系统和自适应控制系统。
一、开环控制系统开环控制系统也称为正馈控制系统，是最简单的一种控制系统。
它的基本原理是根据已知的输入信号，通过数学模型和静态特性，预先设定好控制器的输出信号，进而控制被控对象的状态。
开环控制系统没有反馈信号来校正输出结果，只能根据已知的输入来进行控制。
由于无法对系统误差进行补偿，开环控制系统对外界干扰较为敏感，容易导致输出偏差。
二、闭环控制系统闭环控制系统也称为反馈控制系统，是一种通过反馈信号来校正输出结果的控制系统。
它与开环控制系统相比，具有更高的稳定性和鲁棒性。
闭环控制系统通过传感器获取被控对象的实际输出信号，并与预期输出信号进行比较，产生误差信号，再经过控制器进行处理，最终调整被控对象的状态。
闭环控制系统能够自动修正输出结果，对干扰和参数变化具有较好的适应性。
三、模糊控制系统模糊控制系统是一种基于模糊逻辑的控制系统，适用于复杂、非线性和模糊的控制问题。
它通过模糊化输入和输出信号，建立模糊规则库，并通过推理和模糊解模糊运算来计算控制信号。
相比传统的精确数学模型，模糊控制系统能够更好地应对系统的不确定性和模糊性，具有较强的鲁棒性和适应性。
模糊控制系统在自动驾驶、空调控制等领域有着广泛的应用。
四、自适应控制系统自适应控制系统是一种能够根据被控对象的动态特性和环境变化来自主调整控制策略的控制系统。
它通过建立数学模型和辨识算法，实时监测和估计被控对象的参数和状态，并根据实际情况调整控制器的参数和结构，以达到最优控制效果。
自适应控制系统能够应对系统参数的变化和外界干扰，提高控制系统的性能和稳定性。
自适应控制系统在飞行器、机器人等领域有着重要的应用。
总结：控制系统根据不同的分类标准可以分为开环控制系统、闭环控制系统、模糊控制系统和自适应控制系统。
控制系统的组成与分类
控制系统的组成与分类控制系统是指通过对被控对象进行监测、测量和调节，使其按照一定的要求或规则运行的系统。
它主要由控制器、被控对象和反馈元件组成。
根据控制器的种类及其与被控对象之间的关系，控制系统可以分为许多不同的分类。
一、开环控制系统开环控制系统是指控制器的输出不受被控对象状态的反馈影响。
在开环控制系统中，控制器根据预定的输入信号直接控制被控对象，没有对被控对象输出状态进行监测和调整的反馈环节。
开环控制系统一般适用于对被控对象的要求不高、环境稳定且干扰较少的场合。
二、闭环控制系统闭环控制系统是指控制器的输出受被控对象状态的反馈影响。
在闭环控制系统中，控制器通过对被控对象输出状态进行监测和调整，实时反馈到控制器，再根据反馈信息对被控对象进行控制。
闭环控制系统能够实时感知系统状态，并及时调整控制策略，具有较高的稳定性和鲁棒性，广泛用于工业自动化领域。
三、单变量控制系统和多变量控制系统根据被控对象的特性以及需要控制的变量数目，控制系统可分为单变量控制系统和多变量控制系统。
单变量控制系统是指只对一个变量进行测量和控制的控制系统，通常用于对单一物理量进行精确调节的场合。
例如，对温度、压力、流量等单一物理量进行控制。
多变量控制系统是指对多个相关的变量进行测量和控制的控制系统。
在多变量控制系统中，不同的被控变量之间存在相互影响，需要综合考虑这些变量之间的相互关系。
多变量控制系统广泛应用于化工、电力、石油等领域，实现复杂工艺过程的优化和稳定控制。
四、连续控制系统和离散控制系统根据控制过程中的时间表达方式，控制系统可分为连续控制系统和离散控制系统。
连续控制系统是指控制器和被控对象之间的输入和输出信号是连续变化的。
连续控制系统的特点是精度高、控制灵敏，适用于对系统动态特性要求较高的场合。
例如，流程控制、电力系统控制等。
离散控制系统是指控制器和被控对象之间的输入和输出信号是离散变化的。
离散控制系统的特点是控制算法简单、实现方便，适用于对系统动态特性要求相对较低的场合。
控制系统分类
控制系统分类控制系统是一种工程技术，可以帮助人们控制和管理各种工业、农业和日常生活中的过程。
控制系统按照控制对象、反馈方式、控制器等多种方式进行分类。
下面我们来逐一了解。
一、按照控制对象分类1.连续控制系统：通过连续变量来描述被控量和控制量，控制对象是连续的，例如温度、电压、电流、压力等。
控制系统的输入和输出都是连续信号，控制器通常是以电子元件为基础的PID控制器。
2.离散控制系统：通过离散变量来描述被控量和控制量，控制对象是离散时间或者离散状态的，例如计数器，固定的转速等。
控制器通常是以数字电路为基础的数字控制器。
二、按照反馈方式分类1.开环控制系统：开环控制系统直接将控制信号输入到控制对象，不用进行反馈调节。
这种控制方式精度低、鲁棒性差，但是简单易行。
2.闭环控制系统：闭环控制系统是在输出端和输入端之间引入反馈回路，对输出量和目标量的差异进行反馈调节。
这种控制方式可以根据反馈信号来调整输出信号，具有更高的精度和更好的鲁棒性。
三、按照控制器分类1.比例控制器：按照被控量和控制量之间的比例关系进行调节，例如温度控制系统中的普通比例控制器。
2.积分控制器：按照被控量和控制量之间的积分关系进行调节，可以用来消除系统的静态误差，例如航空控制系统中的积分控制器。
3.微分控制器：按照被控量和控制量之间的微分关系进行调节，可以用来消除系统的动态误差，例如机器人控制系统中的微分控制器。
4.PID控制器：PID控制器是由比例、积分和微分三个控制器组成的复合型控制器，可以保证系统从理论上实现更高的响应速度和稳态精度。
应用比较广泛。
总的来说，控制系统是一种高科技的技术，可以帮助人们控制各种运动和过程。
分别按照控制对象、反馈方式和控制器三个角度进行分类，有助于人们更好地了解和运用控制系统。
自动控制系统是按照什么分类
自动控制系统是按照什么分类，怎么分?自动控制系统的形式是多种多样的,用不同的标准划分,就有不同的分类方法。
常见的有下述几种.1。
6。
1恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统按给定信号的形式不同，可将系统划分为恒值控制系统和随动控制系统.（1）恒值控制系统恒值控制系统（也称为定值系统或调节系统）的控制输入是恒定值，要求被控量保持给定值不变。
例如前面提到的液位控制系统，直流电动机调速系统等。
（2) 随动控制系统随动控制系统（也称为伺服系统)的控制输入是变化规律未知的时间函数，系统的任务是使被控量按同样的规律变化并与输入信号的误差保持在规定范围内。
例如函数记录仪，自动火炮系统和飞机—自动驾驶仪系统等。
（访问ask。
）(3）程序控制系统程序控制系统的给定信号按预先编制的程序确定，要求被控量按相应的规律随控制信号变化。
机械加工中的数控机床就是典型的例子.1。
6.2定常系统和时变系统按系统参数是否随时间变化，可以将系统分为定常系统和时变系统。
如果控制系统的参数在系统运行过程中不随时间变化，则称之为定常系统或者时不变系统，否则，称其为时变系统。
实际系统中的温漂、元件老化等影响均属时变因素。
（访问ask。
ieplat。
com）严格的定常系统是不存在的,在所考察的时间间隔内，若系统参数的变化相对于系统的运动缓慢得多, 则可近似将其作为定常系统来处理。
1.6。
3线性系统和非线性系统按系统是否满足叠加原理，可以将系统分为线性系统和非线性系统.由线性元部件组成的系统,称为线性系统，系统的运动方程能用线性微分方程描述.线性系统的主要特点是具有齐次性和叠加性。
系统的稳定性与初始状态及外作用无关。
如果控制系统中含有一个或一个以上非线性元件,这样的系统就属于非线性控制系统。
非线性系统不满足叠加原理,系统响应与初始状态和外作用都有关。
非线性控制系统的有关内容在第七章中介绍。
实际物理系统都具有某种程度的非线性，但在一定范围内通过合理简化,大量物理系统都可以足够准确地用线性系统来描述.本书主要研究线性定常系统.1.6。
计算机控制系统分类
计算机控制系统分类计算机控制系统是指利用计算机技术实现对各种机械、电子、化工、冶金、建筑等各类工程和生产过程的自动化控制。
按照不同的分类方式，计算机控制系统可以分为以下几类。
一、按照控制方式分类1.开环控制系统开环控制系统是指输出信号不受控制量反馈影响的控制系统。
开环控制系统只能实现对被控对象的初步控制，无法对系统的稳定性、精确性和鲁棒性进行控制。
例如，家庭电器中的电熨斗就是一种开环控制系统。
2.闭环控制系统闭环控制系统是指输出信号受到控制量反馈影响的控制系统。
闭环控制系统通过反馈控制的方式，不断调整控制量，使被控对象的输出信号与期望值保持一致。
闭环控制系统具有较高的稳定性、精确性和鲁棒性。
例如，智能手机中的自动亮度调节功能就是一种闭环控制系统。
3.开闭环控制系统开闭环控制系统是指同时采用开环控制和闭环控制的控制系统。
开闭环控制系统既可以实现初步控制，又可以通过反馈控制的方式对系统进行调整，使系统的稳定性和精确性得到提高。
例如，汽车发动机控制系统就是一种开闭环控制系统。
二、按照控制对象分类1.单变量控制系统单变量控制系统是指只控制一个变量的控制系统。
例如，室内温度控制系统就是一种单变量控制系统，它只控制室内温度的变化。
2.多变量控制系统多变量控制系统是指同时控制多个变量的控制系统。
例如，化工生产过程中的温度、压力、流量等多个变量都需要进行控制，这就需要采用多变量控制系统。
三、按照控制策略分类1.比例控制系统比例控制系统是指根据被控对象的反馈信号，按照一定比例进行控制的控制系统。
比例控制系统简单、易于实现，但对于非线性系统和时变系统的控制效果较差。
2.积分控制系统积分控制系统是指根据被控对象的反馈信号，对控制量进行积分控制的控制系统。
积分控制系统能够消除系统的稳态误差，但对于系统的动态响应速度和抗干扰能力较弱。
3.微分控制系统微分控制系统是指根据被控对象的反馈信号，对控制量进行微分控制的控制系统。
自动控制系统的分类方法
自动控制系统的分类方法
自动控制系统可以按照不同的角度进行分类，例如按照控制动作的特点、控制系统的结构、控制器的类型等。
以下是一些常见的分类方法：
1. 按照控制系统的结构：根据控制系统的结构，可以将自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。
开环控制系统是指没有反馈链路的控制系统，控制器的输出只受到输入信号的影响；闭环控制系统是指带有反馈链路的控制系统，控制器的输出会根据反馈信号进行调整。
2. 按照控制器的类型：根据控制器的类型，可以将自动控制系统分为比例控制系统、积分控制系统和微分控制系统，以及它们的组合。
比例控制系统是根据控制偏差的大小进行调节的；积分控制系统是根据控制偏差的累积进行调节的；微分控制系统是根据控制偏差的变化率进行调节的。
3. 按照控制对象的特点：根据控制对象的特点，可以将自动控制系统分为线性控制系统和非线性控制系统。
线性控制系统的控制对象可以被线性模型描述，非线性控制系统的控制对象不满足线性性质。
4. 按照控制动作的特点：根据控制动作的特点，可以将自动控制系统分为比例控制系统、偏差比例控制系统、微分控制系统和其他类型的控制系统。
比例控制系统是根据控制偏差的大小进行调节的；偏差比例控制系统是根据偏差与其变化率的乘积进行调节的；微分控制系统是根据控制偏差的变化率进行调节
的；其他类型的控制系统可能采用多种控制动作进行调节，如比例积分控制系统、误差比例积分控制系统等。
这些分类方法并不是相互独立的，一种自动控制系统可能同时属于多个分类方法。
控制系统各种分类的方法
一、控制系统各种分类的方法（l）如果按被控变量可划分为：温度、压力、液位、流量和成分等控制系统。
这是一种常见的分类。
（2）如果按被控系统中控制仪表及装置所用的动力和传递信号的介质可划分为：气动、电动、液动、机械式等控制系统。
如图l－4所示就是一个机械式液位控制系统；图1-5所示是一个电动式液位控制系统；如果图l－5中的LT和LC用气动仪表代替，阀门也采用气动的，就构成气动控制系统。
（3）如果按被控制对象可划分为：流体输送设备、传热设备、精馏塔和化学反应器控制系统等。
（4）按调节器的控制规律可划分为：比例控制、积分控制、微分控制、比例积分控制、比例微分控制、比例积分微分控制等。
（5）按系统功能与结构可划分为：单回路简单控制系统；串级、比值、选择性、分程、前馈和均匀等常规复杂控制系统；解耦、预测、推断和自适应等先进控制系统和程序控制系统等。
（6）按结定值的变化情况可划分为：定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
二、PID控制的原理和特点在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。
PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。
PID控制，实际中也有PI和PD控制。
PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
1.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）。
2.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。
机械工程控制基础8_控制系统的分类
如：离心调速系统、恒温箱、液面控制等 为闭环系统
随动系统： 系统的输出相应于输入按任意规律变化。 如：炮瞄雷达系统、仿形加工、动物捕食等 多为闭环系统
程序控制系统： 系统的输出按预定程序变化。 如：数控机床、全自动洗衣机等 开环或闭环系统
制作：华中科技大学 熊良才、吴波、陈良才
3. 按信号类型分 4. 按线性性质分 5. 按时变情况分
6. 按被控量分
连续控制系统 离散控制系统 线性控制系统 非线性控制系统
定常系统 时变系统 位移控制系统 温度控制系统 速度控制系统 ……
制作：华中科技大学 熊良才、吴波、陈良才
§1.5 控制系统的分类
对控制系统，可从不同的角度分类 1.按反馈情况 开环控制系统：系统没有反馈回路，输出对系统无控制作用。
如：步进驱动的数控机床、普通洗衣机 家用电烤箱、微波炉、普通电风扇
制作：华中科技大学 熊良才、吴波、陈良才
1.按反馈情况 闭环控制系统： 有反馈回路，输出对系统有控制作用。 如：前例中的离心调速系统 伺服驱动的数控机床 恒温箱(冰箱、空调) 人骑自行车
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一、控制系统各种分类的方法（l）如果按被控变量可划分为：温度、压力、液位、流量和成分等控制系统。
这是一种常见的分类。
（2）如果按被控系统中控制仪表及装置所用的动力和传递信号的介质可划分为：气动、电动、液动、机械式等控制系统。
如图l－4所示就是一个机械式液位控制系统；图1-5所示是一个电动式液位控制系统；如果图l－5中的LT和LC用气动仪表代替，阀门也采用气动的，就构成气动控制系统。
（3）如果按被控制对象可划分为：流体输送设备、传热设备、精馏塔和化学反应器控制系统等。
（4）按调节器的控制规律可划分为：比例控制、积分控制、微分控制、比例积分控制、比例微分控制、比例积分微分控制等。
（5）按系统功能与结构可划分为：单回路简单控制系统；串级、比值、选择性、分程、前馈和均匀等常规复杂控制系统；解耦、预测、推断和自适应等先进控制系统和程序控制系统等。
（6）按结定值的变化情况可划分为：定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
二、PID控制的原理和特点在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。
PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。
PID控制，实际中也有PI和PD控制。
PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
1.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）。
2.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。
3.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。
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该是零。
这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。
所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。
PID（比例，积分，微分）控制没有看起来那么复杂，阅读下面简单的实现步骤，效果立竿见影。
虽然控制系统的问题需要大量专业知识，但是大多数控制系统问题能用简单的方法来解决，根本就不诉诸任何控制理论。
PID控制器以各种形式使用超过了1个世纪，广泛应用在机械设备、气动设备和电子设备。
采用微处理器的数字PID控制器已经出现，正如你即将看到，嵌入一个PID控制器到你的代码中是一个简单的任务。
PID实指“比例proportional”、“积分integral”、“微分derivative”，这三项构成PID基本要素。
每一项完成不同任务，对系统功能产生不同的影响。
典型的PID系统中，输入命令值(system commad)和被控器(通常被称为plant)反馈信号的组合作为PID控制器三项的输入，三项的输出相加起来形成PID系统的控制输出。
（一）在自动控制系统中，P、I、D调节是比例调节，积分调节和微分调节作用。
调节控制质量的好坏取决于控制规律的合理选取和参数的整定。
在控制系统中总是希望被控参数稳定在工艺要求的范围内。
但在实际中被控参数总是与设定值有一定的差别。
调节规律的选取原则为：调节规律有效，能迅速克服干扰。
下面介绍比例、积分、微分之间的联系与相匹配使用效果：（1）比例调节简单，控制及时，参数整定方便，控制结果有余差。
因此，比例控制规律适应于对象容量大负荷变化不大纯滞后小，允许有余差存在的系统，一般可用于液位、次要压力的控制。
（2）比例积分控制作用：为比例及时加上积分可以消除偏差。
积分会使控制速度变慢，系统稳定性变差。
比例积分适应于对象滞后大，负荷变化较大，但变化速度缓慢并要求控制结果没有余差。
广泛使用于流量，压力，液位和那些没有大的时间滞后的具体对象。
（3）比例微分控制作用：响应快、偏差小，能增加系统稳定性，有超前控制作用，可以克服对象的惯性，控制结果有余差。
适应于对象滞后大，负荷变化不大，被控对象变化不频繁，结果允许有余差的系统。
在自动调节系统中，E=SP-PV。
其中，E为偏差，SP为给定值，PV 为测量值。
当SP大于PV时为正偏差，反之为负偏差。
（4）比例调节作用的动作与偏差的大小成正比；当比例度为100时，比例作用的输出与偏差按各自量程范围的1：1动作。
当比例度为10时，按lO：l动作。
即比例度越小。
比例作用越强。
比例作用太强会引起振荡。
太弱会造成比例欠调，造成系统收敛过程的波动周期太多，衰减比太小。
其作用是稳定被调参数。
（5）积分调节作用的动作与偏差对时间的积分成正比。
即偏差存在积分作用就会有输出。
它起着消除余差的作用。
积分作用太强也会引起振荡，太弱会使系统存在余差。
（6）微分调节作用的动作与偏差的变化速度成正比。
其效果是阻止被调参数的一切变化，有超前调节的作用。
对滞后大的对象有很好的效果。
但不能克服纯滞后。
适用于温度调节。
使用微分调节可使系统收敛周期的时间缩短。
微分时间太长也会引起振荡。
（7）参数设定的一般方法：先比例次积分后微分的顺序进行。
看曲线调参数，从调节品质的曲线逐步找到最佳参数．在随动系统中，采用数字PI控制可以达到控制精度高、无超调、响应快、曲线拟合精度高等优点，并简化了控制电路。
传统的位置式PI算法一般是可以达到基本控制要求，但必须有一个前提：控制周期要足够小。
如果控制周期过长，曲线拟合差，要达到15％的曲线拟合误差有点困难，甚至可能会造成系统失控，并造成对机械设备的损伤。
因此，针对本文所提到的控制系统，不能简单的采用位置式PI算法，而应该对其进行改进，以适应该控制系统的要求。
比例系数K是和每次采样的偏差值有直接关系，因此提高Kp能使系统响应较快；同时积分系数Ⅸ尾和前面所有的采样偏差值有关，由于采样周期长，每次采样的误差影响较大，因此降低积分系数对提高控制精度有好处。
但提高比例系数和降低积分系数会使计算机每次输出值的变化较大。
（二）PID控制(实际中还有仅用到PI和PD的控制)，就是根据系统的误差或者加上系统误差的变化率，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制。
任何闭环控制系统的调节目标是使系统的响应达到快(快速)、准(准确)、稳(稳定)的最佳状态，PID调整的主要工作就是如何实现这一目标。
增大比例P项将加快系统的响应，其作用是放大误差的幅值，它能快速影响系统的控制输出值，但仅靠比例系数的作用，系统不能很好地稳定在一个理想的数值，其结果是虽较能有效地克服扰动的影响，但有稳态误差出现。
过大的比例系数还会使系统出现较大的超调并产生振荡，使稳定性变差。
积分的作用是消除稳态误差，它能对稳定后有累积误差的系统进行误差修整，减小稳态误差。
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，则称这个控制系统为有差系统。
为了消除稳态误差，在控制器中必须引入积分项。
积分项对误差的作用取决于时间的积分，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向稳态误差减小的方向变化，直到稳态误差等于零。
微分具有超前作用，对于具有滞后的控制系统，引入微分控制，在微分项设置得当的情况下，对于提高系统的动态性能指标有着显著效果，它可以使系统超调量减小，稳定性增加，动态误差减小。
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，其原因是由于存在有较大惯性环节或滞后的被控对象，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作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。
微分项能预测误差变化的趋势，从而做到提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调，改善了系统在调节过程中的动态特性。
（三）PID控制器参数调节的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算法，它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算来确定控制器参数，这种方法可能会由于系统模型的不精确性使得所得到的PID参数不能直接应用，还必须通过工程实际进行调整和修改；二是工程方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，该方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。
工程实际中，PID控制器参数的调节方法主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。
3种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行调节。
但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。
现在一般采用的是临界比例法，利用该方法进行PID控制器参数的调节步骤如下：①首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；②仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应表现出临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；③在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
PID控制器参数的调试实例当调速系统的各项基本参数设定后，接下来是调整PID参数以取得最理想的控制效果。
下面以控制目标为恒定转速的柴油机电站的PID调节器为例，具体说明工程法的调节步骤。
(1)比例参数：在保持转速稳定时应使用最大比例增益。
增加比例增益直到转速开始波动，然后减小比例增益直到波动停止。
如果一直没有转速波动，则抖动执行器连杆，然后减小比例增益直到波动停止。