目前工業(yè)自動化水平已成為衡量各行各業(yè)現(xiàn)代化水平的一個重要標(biāo)志。同時,，控制理論的發(fā)展也經(jīng)歷了古典控制理論,、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個階段。

        智能控制的典型實例是模糊全自動洗衣機(jī)等,。自動控制系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng),。一個控制系統(tǒng)包括控制器﹑傳感器﹑變送器﹑執(zhí)行機(jī)構(gòu)﹑輸入輸出接口?？刂破鞯妮敵鼋?jīng)過輸出接口﹑執(zhí)行機(jī)構(gòu)﹐加到被控系統(tǒng)上﹔控制系統(tǒng)的被控量﹐經(jīng)過傳感器﹐變送器﹐通過輸入接口送到控制器,。不同的控制系統(tǒng)﹐其傳感器﹑變送器﹑執(zhí)行機(jī)構(gòu)是不一樣的。比如壓力控制系統(tǒng)要采用壓力傳感器,。電加熱控制系統(tǒng)的傳感器是溫度傳感器,。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器(儀表)已經(jīng)很多,，產(chǎn)品已在工程實際中得到了廣泛的應(yīng)用,，有各種各樣的PID控制器產(chǎn)品，各大公司均開發(fā)了具有PID參數(shù)自整定功能的智能調(diào)節(jié)器(inligent regulator),，其中PID控制器參數(shù)的自動調(diào)整是通過智能化調(diào)整或自校正,、自適應(yīng)算法來實現(xiàn)。有利用PID控制實現(xiàn)的壓力,、溫度,、流量、液位控制器,，能實現(xiàn)PID控制功能的可編程控制器(PLC),，還有可實現(xiàn)PID控制的PC系統(tǒng)等等。 可編程控制器(PLC) 是利用其閉環(huán)控制模塊來實現(xiàn)PID控制,，而可編程控制器(PLC)可以直接與ControlNet相連,，如Rockwell的PLC-5等。還有可以實現(xiàn) PID控制功能的控制器,，如Rockwell 的Logix產(chǎn)品系列,，它可以直接與ControlNet相連，利用網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)其遠(yuǎn)程控制功能,。 
　　1,、開環(huán)控制系統(tǒng) 
　　開環(huán)控制系統(tǒng)(open-loop control system)是指被控對象的輸出(被控制量)對控制器(controller)的輸出沒有影響。在這種控制系統(tǒng)中,，不依賴將被控量反送回來以形成任何閉環(huán)回路,。 
　　2,、閉環(huán)控制系統(tǒng) 
　　閉環(huán)控制系統(tǒng)(closed-loop control system)的特點(diǎn)是系統(tǒng)被控對象的輸出(被控制量)會反送回來影響控制器的輸出，形成一個或多個閉環(huán),。閉環(huán)控制系統(tǒng)有正反饋和負(fù)反饋,，若反饋信號與系統(tǒng)給定值信號相反，則稱為負(fù)反饋( Negative Feedback),，若極性相同,，則稱為正反饋，一般閉環(huán)控制系統(tǒng)均采用負(fù)反饋,，又稱負(fù)反饋控制系統(tǒng),。閉環(huán)控制系統(tǒng)的例子很多。比如人就是一個具有負(fù)反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng),，眼睛便是傳感器,，充當(dāng)反饋，人體系統(tǒng)能通過不斷的修正zui后作出各種正確的動作,。如果沒有眼睛,，就沒有了反饋回路，也就成了一個開環(huán)控制系統(tǒng),。另例,，當(dāng)一臺真正的全自動洗衣機(jī)具有能連續(xù)檢查衣物是否洗凈，并在洗凈之后能自動切斷電源,，它就是一個閉環(huán)控制系統(tǒng),。 
　　3、階躍響應(yīng) 
　　階躍響應(yīng)是指將一個階躍輸入(step function)加到系統(tǒng)上時,，系統(tǒng)的輸出,。穩(wěn)態(tài)誤差是指系統(tǒng)的響應(yīng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后﹐系統(tǒng)的期望輸出與實際輸出之差?？刂葡到y(tǒng)的性能可以用穩(wěn)、準(zhǔn),、快三個字來描述,。穩(wěn)是指系統(tǒng)的穩(wěn)定性(stability)，一個系統(tǒng)要能正常工作,，首先必須是穩(wěn)定的,，從階躍響應(yīng)上看應(yīng)該是收斂的﹔準(zhǔn)是指控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、控制精度,，通常用穩(wěn)態(tài)誤差來(Steady-state error)描述,，它表示系統(tǒng)輸出穩(wěn)態(tài)值與期望值之差﹔快是指控制系統(tǒng)響應(yīng)的快速性，通常用上升時間來定量描述,。 
　　4,、PID控制的原理和特點(diǎn) 
　　在工程實際中，應(yīng)用的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分,、微分控制,，簡稱PID控制，又稱PID調(diào)節(jié),。PID控制器問世至今已有近70年歷史,，它以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好,、工作可靠,、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當(dāng)被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能*掌握,，或得不到的數(shù)學(xué)模型時,，控制理論的其它技術(shù)難以采用時，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗和現(xiàn)場調(diào)試來確定,，這時應(yīng)用PID控制技術(shù)zui為方便,。即當(dāng)我們不*了解一個系統(tǒng)和被控對象﹐或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時，用PID控制技術(shù),。PID控制,，實際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差,，利用比例,、積分、微分計算出控制量進(jìn)行控制的,。 
　　比例(P)控制 
　　比例控制是一種zui簡單的控制方式,。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。當(dāng)僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差(Steady-state error),。 
　　積分(I)控制 
　　在積分控制中,，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系。對一個自動控制系統(tǒng),，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差,，則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)(System with Steady-state Error)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差,，在控制器中必須引入“積分項”,。積分項對誤差取決于時間的積分，隨著時間的增加,，積分項會增大,。這樣，即便誤差很小,，積分項也會隨著時間的增加而加大,，它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小,，直到等于零。因此,，比例+積分(PI)控制器,，可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。 
　　微分(D)控制 
　　在微分控制中,，控制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(guān)系,。 自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于存在有較大慣性組件(環(huán)節(jié))或有滯后(delay)組件,，具有抑制誤差的作用,，其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”,，即在誤差接近零時,，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說,，在控制器中僅引入 “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(yù)測誤差變化的趨勢,，這樣，具有比例+微分的控制器,，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零,，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào),。所以對有較大慣性或滯后的被控對象,，比例+微分(PD)控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動態(tài)特性。 
　　5,、PID控制器的參數(shù)整定 
　　PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計的核心內(nèi)容,。它是根據(jù)被控過程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時間和微分時間的大小,。PID控制器參數(shù)整定的方法很多,，概括起來有兩大類：一是理論計算整定法。它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,，經(jīng)過理論計算確定控制器參數(shù)。這種方法所得到的計算數(shù)據(jù)未必可以直接用,，還必須通過工程實際進(jìn)行調(diào)整和修改,。二是工程整定方法，它主要依賴工程經(jīng)驗,，直接在控制系統(tǒng)的試驗中進(jìn)行,，且方法簡單,、易于掌握，在工程實際中被廣泛采用,。PID控制器參數(shù)的工程整定方法,，主要有臨界比例法、反應(yīng)曲線法和衰減法,。三種方法各有其特點(diǎn),，其共同點(diǎn)都是通過試驗，然后按照工程經(jīng)驗公式對控制器參數(shù)進(jìn)行整定,。但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù),，都需要在實際運(yùn)行中進(jìn)行zui后調(diào)整與完善。現(xiàn)在一般采用的是臨界比例法,。利用該方法進(jìn)行 PID控制器參數(shù)的整定步驟如下：(1)首先預(yù)選擇一個足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作﹔(2)僅加入比例控制環(huán)節(jié),，直到系統(tǒng)對輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩，記下這時的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期﹔(3)在一定的控制度下通過公式計算得到PID控制器的參數(shù),。