定值控制系統(tǒng)在動態(tài)時，被控量是不斷變化的。被控量隨時間而變化的過程稱為控制系統(tǒng)的過渡過程。也就是系統(tǒng)從一個平衡狀態(tài)過渡到另一個平衡狀態(tài)的過程。具體說就是在外界干擾發(fā)生后，看被控參數(shù)偏離給定值的變化情況；如果偏離以后能很快平穩(wěn)地回復到給定值，就認為該系統(tǒng)是好的。如果偏離的時間過長，距離過大，或回復不夠平穩(wěn)，則認為該系統(tǒng)是差的。故PID控制系統(tǒng)在整定和運行中，衡量系統(tǒng)質(zhì)量的依據(jù)就是系統(tǒng)的過渡過程。
當系統(tǒng)的輸入為階躍變化時，系統(tǒng)的過渡過程表現(xiàn)有發(fā)散振蕩、等幅振蕩、衰減振蕩、單調(diào)過程等形式。在多數(shù)情況下，都希望得到衰減振蕩的過渡過程，且認為如圖1所示的過渡過程最好，并把它作為衡量控制系統(tǒng)質(zhì)量的依據(jù)。
![PID控制系統(tǒng)過渡過程質(zhì)量指標示意圖]( "PID控制系統(tǒng)過渡過程質(zhì)量指標示意圖")
衰減系數(shù)ξ 大←→小 上升時間t 大←→小
衰減比B/B' 大←→小 振蕩周期Tp 大←→小
穩(wěn)定程度 更穩(wěn)定←→不穩(wěn)定 余差C 大←→小
2、積分時間對過渡過程的影響
積分時間越大，積分作用越弱，過渡過程越平緩，消除余差越慢；積分時間越小，積分作用越強，會使過渡過程振蕩加強，消除余差就快。但積分時間對過渡過程的影響具有雙重性，即積分時間過大和過小都不合適，如果積分時間選大了，積分作用不明顯，消除余差會慢；但積分時間選小了，積分作用又不明顯，會使過渡過程的振蕩太強烈，穩(wěn)定程度也會降低。
調(diào)節(jié)器的積分時間應根據(jù)被控對象的特性進行選擇，對于管道壓力、流量等滯后不大的對象，積分時間可選小些，對溫度控制由于其滯后大，積分時間應選得大些。通常積分時間的選擇范圍是：溫度控制3-10min，壓力控制0.4-3min，流量控制0.1-lmin，液位控制不用積分作用。調(diào)節(jié)器的積分時間Ti對過渡過程質(zhì)量指標的影響如表2所示。
表2 積分時間Ti對過渡過程質(zhì)量指標的影響
積分時間Ti 小←→大 上升時間tr 小←→大
積分作用 強←→弱 振蕩周期Tp 小←→大
穩(wěn)定程度 不穩(wěn)定←→更穩(wěn)定 余差C 全部消除
最大偏差A 小←→大
3、微分時間對過渡過程的影響
微分時間增大，微分作用越強，過渡過程趨于穩(wěn)定，最大偏差越小。但微分時間太長，微分作用太強，又會增加過渡過程的波動。因此，微分時間應取適當?shù)臄?shù)值。一般溫度控制系統(tǒng)常需要微分作用，而其他控制系統(tǒng)則很少使用微分作用。因此在現(xiàn)場很難見到使用比例微分作用的場合。
