對于慣性較大的對象，常常希望能根據(jù)被控變量變化的快慢來控制。在人工控制時，雖然偏差可能還小，但看到參數(shù)變化很快，估計到很快就會有更大偏差，此時會過分地改變閥門開度以克服干擾影響，這就是按偏差變化速度進行控制。在自動控制時，這就要求控制器具有微分控制規(guī)律，就是控制器的輸出信號與偏差信號的變化速度成正比，即

    此式表示理想微分控制的特性，若在t=t0時輸人一個階躍信號，此時控制器輸出將為無窮大，其余時間輸出為零，如圖4-2-12所示。這種控制器用在系統(tǒng)中，即使偏差很小，只要出現(xiàn)變化趨勢，馬上就進行控制，故有超前控制之稱，這是它的優(yōu)點。但它的輸出不能反映偏差的大小，假如偏差固定，即使數(shù)值很大，微分作用也沒有輸出，因而控制結(jié)果不能消除偏差，所以不能單獨使用這種控制器，它常與比例或比例積分組合構(gòu)成比例微分或比例積分微分控制器(也稱三作用控制器)。

比例微分控制規(guī)律如圖4-2-13所示為微分作用按偏差的變化速度進行控制，其作用比比例作用快，因而對慣性大的對象用比例微分可以改善控制質(zhì)量，減小最大偏差，節(jié)省控制時間。微分作用力圖阻止被控變量的變化，有抑制振蕩的效果，但如果加得過大，由于控制作用過強。反而會引起被控變量大幅度的振蕩如圖4-2-14所示。微分作用的強弱用微分時間來衡量。比例積分微分控制規(guī)律為

當有階躍信號輸人時，輸出為比例、積分和微分三部分輸出之和。如圖4-2-15所示。這種控制器既能快速進行控制。又能消除余差，具有較好的控制性能。

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