PID的三个基本元素都各有其独特的个性，同时也能很好的合作。如果你能很好地理解它们间的相互作用，那么你就能轻松地调节整个回路。

　　管比例－积分－微分（PID）控制器是在过程控制领域使用最广泛的控制器，但是它们还是有一定的局限性。通常人们很难将PID回路整定至最佳状态，很难理解其变化规律，亦找不出闭环回路调试失败的症结所在。其实，很大一部分的原因就在于三个PID参数差别太大，没有形成合适的相互作用。尽管如此，如果想实现最佳控制状态，这三个参数的协作是不可或缺的。
　　值得庆幸的是，经过60年的实践经验，我们已经掌握了许多PID的特性。工程师和技术人员已经了解了“比例”、“积分”、“微分”的动作特征以及它们如何相互影响。由此www.cechina.cn，他们可以对一些困难的控制情况进行逐项调节，以达到最终的效果。
　　最早的控制器是纯比例的控制器，但是人们在使用后很快发现了一个重大的缺陷。比例控制器在调节过程变量和设定值的偏差时比较突然，会出现如下图所示的稳态偏移（Steady-state offset）。比例控制器仅适用于调节较小但非零的偏差，其控制对象的过程变量能接近设定值，但不可能达到。这是由纯比例控制器

的工作方式决定的，它通过输入的P值乘以偏差值来计算控制机构的调节效果。当输入一个较大的P值，控制机构就会一下产生较大的调整，从而使过程变量的值迅速接近设定值。但同时，两者间的偏差值变小，使得控制机构的调整变缓变小，最终就出现了无法再进一步调节的情况。因此，不存在能将偏差完全消除的调节效果。

　　加入积分作用的控制
　　操作者们发现，通过手动增强控制机构的调节效果CONTROL ENGINEERING China版权所有，使过程变量正好能够达到设定点，就能克服比例控制的衰变效应。这种方式被称为重置（resetting）回路。
　　为了避免操作人员的主观干扰，自动重置技术（Automatic reset）被引入实施这项工作。它能自动根据上一工作周期中的偏差总量或积分量形成一定的比例系数控制工程网版权所有，并根据这一比例加强控制机构的调节效果，使其在偏差为正值时持续上升，在偏差为负值时持续下降。这种自动重置技术就是现在所称的积分控制，而决定其积分控制效果的输入参数常常被称为重置率。
　　高重置率意味着只要过程变量未达到设定点，控制器就会持续产生较强的调节效果。这里，与比例控制不同的是，只要偏差非零CONTROL ENGINEERING China版权所有，积分控制的调节就不会停止。所以，如果说比例控制造成了稳态误差，那么积分控制就会不断努力着去消除这个偏差。事实上，除非偏差和稳态误差被完全消除，积分控制会不知疲倦地持续工作下去的。
　　然而，积分控制也有着它自己的问题。如果控制过程变化明显迟缓，那么即便控制器使用激烈的积分控制手段，也需要相当的时间来消除偏差。而如果重置率设得太高，控制器会调节得过快，造成正向过调的同时，在反向形成更大的偏差，或相反。接下去，过程变量值的震荡会持续升级，直到控制机构的调节设定开始在0%到100%间循环。
　　这种连锁效应，也称为闭环回路的不稳定，可能发生在对调节效果异常敏感的控制过程或其自身包含积分动作（例如当液体在罐中积累的过程）的控制过程中。PID控制器的PI调节也可能会加剧这一状况，这取决于控制过程本身的表现。

在这个简单的典型控制回路中，一个比例参数为2的比例控制器调节着一个稳态增进系数为3的控制过程。
这就是说，控制器将偏差乘以2作为控制机构的调节量，同时，这个调节量被乘以3来产生过程变量值（伴随着一些
短暂的振动）。如果设定点为70%，那么振动过后，最终过程变量会停止在60%。虽然这时偏差仍未被
消除，但控制器不会再做任何进一步的调整。

　　再调饱和
　　积分控制适用于控制回路中调节机构力度不足以满足所需的巨大调节量的情况，例如，火炉无法提供足够的热量，阀门过小无法产生足够的流量，或者已经达到极限无法进一步出力的泵。无论是最大输出还是最小输出，这种驱动力度总会在某一个值达到极限。
　　当这个极限使得过程变量无法继续升高时，控制器仍会继续计算设定点与变量间的偏差，累积的过去偏差总量仍在不断上升，其积分控制动作就开始持续地增加控制机构的调节量。当然CONTROL ENGINEERING China版权所有，由于调节机构已经达到最高极限输出，过程变量值已经无法再向设定点靠近一步。
　　由于调节机构已经处于全负荷运作状态，再调饱和（reset windup）无法带来即时的控制效果。但是，如果操作员这时想通过降低设定点至调节机构控制范围内的方法来让系统恢复正常，控制器是不会有任何反应的。
　　因为在这段时间内，调节机构的输出早已达到100%，由此累积起来的巨大的积分偏差总量造成了这种现象的产生。无论当前偏差是多少，这个值会保持很长一段时间。同时，积分控制动作将控制器维持在高输出状态，调节机构力度始终为最大值。
　　当然CONTROL ENGINEERING China版权所有，控制器输出在操作员将设定点修改低至一定程度时会逐渐开始恢复正常，积分偏差总量也会开始下降。但是，这么一长