改进的PID控制算法研究
运动控制系统中的PID控制算法优化
运动控制系统中的PID控制算法优化1. 引言运动控制是许多工业领域都需要的关键技术之一。
运动控制系统可以通过电气、液压或气压等方式驱动运动部件，实现机器人、运输设备、工厂自动化等设备的精确控制。
在运动控制系统中，PID控制算法被广泛应用于实现位置控制、速度控制和力控制等功能。
优化PID控制算法可以提高运动控制系统的控制精度、响应速度和稳定性，有助于提高设备的生产效率和质量。
2. PID控制算法基础PID控制算法是一种闭环控制算法，可以根据系统的误差信号自动调整控制器的输出信号，使系统稳定在期望值附近。
PID控制器由三个部分组成：比例部分、积分部分和微分部分。
其中比例部分根据误差信号调整控制器输出量，使系统快速响应，并提高系统控制精度；积分部分可以消除持续误差，提高控制稳定性；微分部分可以避免系统过冲，提高控制响应速度。
PID控制算法的数学表达式为：u(t) = Kp*e(t) + Ki*∫e(t)dt + Kd*de(t)/dt其中u(t)为PID控制器的输出信号，e(t)为系统误差信号，Kp、Ki、Kd分别为比例、积分和微分系数。
比例系数Kp越大，系统响应速度越快，但容易产生过冲；积分系数Ki越大，系统稳定性越好，但容易产生积分器饱和；微分系数Kd可以避免系统过冲，但容易受到噪声的干扰。
3. PID控制算法优化PID控制算法常见的优化方法包括参数整定、自适应控制和模糊控制等。
3.1 参数整定PID控制算法中的参数包括比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd。
参数整定的目的是通过适当调整参数的大小，使得系统的响应速度、稳定性和控制精度达到最优状态。
常见的参数整定方法包括经验法和自整定法。
经验法通常基于经验公式确定参数大小，适用于简单的控制系统；自整定法则依据系统的动态响应特性自动调整参数，适用于复杂的控制系统。
3.2 自适应控制自适应控制是指控制系统可以实时调整控制参数，以适应不同的控制环境。
自适应控制可以通过复杂的数学模型实现，或者通过神经网络算法进行实现。
工业生产过程控制中的PID控制算法优化研究
工业生产过程控制中的PID控制算法优化研究在现代工业生产过程中，控制系统是至关重要的一环。
PID控制算法作为控制系统中最常见、最基础的控制算法，其在工业生产过程中有着广泛的应用。
然而，单纯的PID控制算法在某些特定的工业生产场景下面，难以完成优化控制的任务。
因此，在过程控制中应用PID控制算法时，优化控制方法的研究变得尤为必要。
本文就工业生产过程控制中的PID控制算法优化方法进行探究，并探索了一些新的方法来弥补PID控制方法的不足之处。
一、PID控制算法简介PID控制算法是由比例控制、积分控制和微分控制组成的控制方法。
在PID控制算法中，Kp、Ki、Kd分别代表比例系数、积分系数和微分系数，这些参数可以根据不同的控制系统来调整，以实现不同的控制效果。
具体而言，比例控制用误差的大小对输出信号进行调节；积分控制用误差的积分对输出信号进行调节；微分控制用上一次误差与本次误差之差来调节输出信号。
PID算法的控制效果相对较好，在现代工业生产中被广泛应用。
二、PID控制算法的不足之处然而，PID控制算法的控制效果并不是完美的。
具体来说，PID控制算法很容易出现如下问题：（1）在强耦合的系统中，PID控制算法的性能受到更大的限制；（2）当使用PID控制算法时，系统的动态响应会影响控制效果，输出结果会有较大的波动；（3）当被控对象时具有非线性特性时，PID控制算法无法满足优化控制的要求。
针对PID控制算法的这些不足之处，研究者们已经开始探索新的控制算法，以提高工业生产过程中的控制性能。
三、基于模型的PID控制算法基于模型的PID控制算法是一种面向动态系统建立的新型PID控制算法。
在这种类型的PID控制算法中，通过建立被控对象的动态模型，来解决针对非线性系统和强耦合系统的优化问题。
具体而言，基于模型的PID控制算法主要包含以下几个步骤：首先，建立被控对象的动态模型；然后，通过模型预测的方法，获得被控对象未来的状态；最后，通过经典的PID控制算法来调节系统的输出结果，从而实现对被控对象的优化控制。
机器人控制中的PID控制算法研究
机器人控制中的PID控制算法研究近年来，机器人技术得到了飞速的发展，成为了众多领域的重要组成部分。
而机器人控制是机器人技术发展的重要方面。
在机器人控制中，PID控制算法被广泛应用。
本文将就机器人控制中PID控制算法的研究进行分析和探讨。
一、PID控制算法的原理和优点PID控制算法，全称为比例-积分-微分控制算法。
其主要原理是通过对误差进行比例、积分、微分运算来得到控制器对输出信号的控制作用。
其中，比例项是根据当前误差直接作用于控制器输出信号；积分项则对误差进行积累运算，使控制器能够对系统长期的误差进行修正；微分项则对误差进行微分运算，对系统的瞬时变化进行响应。
PID控制算法的优点主要包括以下几个方面：1. 稳定性好。
PID控制算法能够对系统的长期和短期变化进行有效的响应，从而保持系统的稳定性。
2. 响应速度快。
PID控制算法能够对系统变化进行快速响应，从而保证系统能够及时进行控制。
3. 易于实现。
PID控制算法的实现较为简单，很容易在实际应用中进行使用和调试。
二、PID控制算法在机器人控制中的应用在机器人控制中，PID控制算法被广泛应用。
其主要应用包括以下几个方面：1. 轮式机器人运动控制。
在轮式机器人的运动控制中，PID控制算法被用于对机器人的速度和位置进行控制。
2. 机械臂控制。
在机械臂的控制中，PID控制算法被用于对机械臂的位置和姿态进行控制。
3. 航空器控制。
在航空器的控制中，PID控制算法被用于对航空器的高度、速度和姿态进行控制。
4. 汽车控制。
在汽车的控制中，PID控制算法被用于对汽车的速度和位置进行控制。
三、PID控制算法存在的问题及改进方法虽然PID控制算法在机器人控制中应用广泛且效果良好，但其仍然存在一些问题，主要包括以下几个方面：1. 系统模型不确定。
在实际应用中，机器人系统模型的参数往往是不确定的，这会影响PID控制算法的精度和稳定性。
2. 噪声干扰。
机器人在运动中会产生噪声干扰，这会影响到PID控制算法的响应和精度。
一种基于BP神经网络整定的PID控制器的算法改进
诊 断 、容错 控 制 等 。 这里 就是 将Ｂ 神经 网络 算 法 与Ｐ Ｄ控 制结 合 ， Ｐ Ｉ 对 被 控对 象 进 行 学 习和在 线 学 习 ，达 到对 Ｐ Ｄ 数 Ｉ参 进 行 在 线调 整 的 目的 。整 个 到 定 点 控 制 过 程 中通
过 对ＰＤ参 数 的不 断优 化 ，得 到较 好 的控 制效 果 。 Ｉ
２ 基 于Ｂ 神经 网络整定 的多变量Ｐ Ｄ Ｐ Ｉ 控制器设计
本 文 中 ，由于 有两 个变量 作 为输入 ，下面就 对 ＰＤ控制 器进 行 的二变 量神 经 网络算 法 的推导ｎ： Ｉ 】 图 ｌ 针 对 本 研 究 中 的 多 变 量 系统 基 于 神 经 是
网 络 ＢＰ 定 的 Ｐ Ｄ控 制 。 由机 器 人 的 运 动 模 型 整 Ｉ
的 精 确 数 学 模 型 ，它 在 训 练 时能 从 输 入输 出 的 历 史 数 据 中 提 取 出 规 律 性 的 知 识 ， 记 忆 于 网 络 的 数 值 中 ，它 可 以进 行 在 线 或 离 线训 练 ， 然 后 利 用 训 练 结 果 进 行 控 制 系统 设 计 。神 经 网 络 的 自适 应 能 力 在 本 实 验 中将 表 现 为 一 组 获 得 成功 的 初始 矩
通 过 将 机 器 人 当前 所 在 位 置 到 目标 点 的 向 量
作 为控 制 器 的 输 入 偏 差 ，结 合 控 制 算 法 ，给 出控
制量 ，即 所 需要 的机 器人 左 右轮 的控 制 电压 。
收稿 日期：２ １ － ４ ２ ０ ０ ０ －１
Ｊ ＡＮＧ ． ｈ ｏ １ ＧＵ ｓ ｕ
（ 中国矿 业大学 机 电工程 学院 ，徐州 ２ １１ ２ １６）
摘
要 ：在机器人足 球比赛中 ，底层运动控制作为 重要的一个部分 ，其控制器 的设 计 ，对机器人 能否平 稳 、快速的到达 指定点有 着很大的 意义。Ｂ 神 经网络算 法 ，它 能以任意精度 逼近任意 非线性 Ｐ
SCＲ脱硝系统的改进型PID控制算法
SCＲ脱硝系统的改进型PID控制算法由于SCＲ脱硝系统具有大迟延、大惯性、非线性的控制难点，以及存在未知的外部干扰因素，典型PID控制算法无法达到理想的控制效果，新疆众多机组SC Ｒ脱硝系统都无法投入自动运行，基本都是手动控制运行，手动控制会增加运行人员劳动量，为了不让SCＲ脱硝系统出口NOX化物超标，运行人员会适当的增大喷氨流量控制阀开度，这样以来，电厂的耗氨量会增加，SCＲ脱硝系统的经济性要下降。
作为一种SCＲ脱硝系统的改进型PID控制算法，与典型PID 控制算法相比有着较好的控制效果，应用结果证明了该算法的有效性和优越性。
一、SCＲ脱硝系统的典型PID控制算法目前，SCＲ脱硝系统喷氨控制系统仍然以典型PID为基础进行设计，其中单回路PID 控制、摩尔比串级控制较为常见。
常用的是摩尔比串级控制，其控制逻辑如图1所示。
图1摩尔比串级控制图1所示为SCＲ脱硝系统的摩尔比串级控制的SAMA图，其中函数f( x) 是根据烟气中的NOx含量计算此时脱硝所需的喷氨量以将其作为主PID 的前馈; 主PID 对喷氨需求量进行微调以使出口NOx含量满足设定并最终形成副PID的喷氨设定; SCＲ脱硝系统副PID 根据喷氨设定值与喷氨流量之差调整喷氨控制阀的开度以使喷氨量满足需求。
由于主控PID 引入了前馈作用，所以要弱化主PID 的调节作用以利于系统稳定; 而另一方面，前馈调节的快速性使得控制系统在机组变负荷以及入口NOx出现较大幅度波动时能够快速响应，从而避免出现更大的动态偏差。
这套理论设计的很有道理，但在实际应用中，控制效果不甚理想，导致喷氨控制长期无法投入自动运行。
SCＲ脱硝系统的调节量是尿素溶液流量U( s)，被调量是SCＲ脱硝系统出口的NOX化物浓度Y(s)，对SCＲ脱硝系统喷氨控制进行阶跃扰动试验，通过系统辨识可知，SCＲ脱硝系统这个被控对象传递函数G(s)==。
典型PID 控制算法中，微分可改善系统的动态特性，加快系统的动作速度，减少调节时间，但也易引入高频干扰，在误差扰动突变时尤其显出微分项的不足，典型PID控制算法C(s)=(K P++K D*T D s)*E(s)，其中微分项C D(s)= K D*T D s* E(s)，微分项也可写成C D(k)= K D*T D *〔e(k)- e(k-1)〕，微分项的输出仅在第一个周期起激励作用，对于大迟延、大惯性的系统，其调节作用很小，不能达到超前控制误差的目的；C D(k) 的幅值K D*T D一般比较大，容易造成计算机数据溢出；此外，C D(k) 过大、过快的变化，对执行机构也会造成不利的影响。
温控系统中改进的PID算法
２ 传 统 Ｐ Ｄ 算 法 的 分 析 Ｉ
２ １ Ｐ Ｄ控 制算 法简 介 ． Ｉ Ｐ Ｄ控 制技术 是基 于反 馈 的控制 方 法 。反馈 Ｉ 理 论 的要素 包括 ３个 部分 ： 测量 、 比较 和执 行 。将 测 量值 与期 望值 相 比较 ， 用 这个 误 差 来 调 节 控 并 制 器 ， 而实 现 对 系 统 控 制 。Ｐ Ｄ 控 制 算 法 结 构 进 Ｉ
ｒｔｍ ｓｂ ｓ ｄｏ ｈ ｅ ｌ ｏ ｔｏ ｂｅ ｔ ｉｈ ｉ ａ ｅ ｎ ｔｅｒａ ｎ ｒ ｌ ｊｃ ，ｗｈｃ ｃｕ ｅ ｓ ｉ ｔｇ ａｉｎ” ａ ｔ ｉｔｇ ａｉｎｓ ｔ ｒｔ ｎ ，” ｃ ｃ ｏ ｉｈｉ ｌｄ ｓ” ｈｆ ｉ ｅ ｒ ｔ ｎ ｔｎ ｏ ，” ｎ ｉ ｎｅ ｒｔ ａｕ ａｉ ” ａ— — ｏ ｏ
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自适应调速系统中的PID控制算法研究
自适应调速系统中的PID控制算法研究近年来，随着科技的不断发展，各种电机设备的应用也越来越广泛，电机的控制系统也得到了很大的提升。
在各种电机设备的控制系统中，PID控制算法是一种应用较为广泛的算法。
而在自适应调速系统中，PID控制算法也占据着非常重要的地位。
本文将从自适应调速系统的特点、PID控制算法的原理和应用、以及PID控制算法在自适应调速系统中的研究方面进行论述。
一、自适应调速系统的特点自适应调速系统是一种非常特殊的电机控制系统，它具有以下几个特点：1.系统的动态性能要求高一般来说，自适应调速系统中的电机设备应用较为广泛，因此系统的动态性能要求非常高。
对于电机设备的控制与调速，系统需要快速、准确地响应，并能够带来稳定的运行效果。
2.系统具有较好的鲁棒性在自适应调速系统中，电机设备的应用场景因工作环境，受电源质量等多种因素的影响可能发生不确定的变化，而这些变化可能对系统带来很大的影响。
因此，自适应调速系统需要具备较好的鲁棒性，能够在各种环境条件下运行并稳定工作。
3.系统需要进行参数自适应、智能化控制自适应调速系统中的电机设备在运行的过程中，经常会面临着电流、电压、转速等参数的变化，在不同的工况下需要进行多种参数的自适应控制。
因此，自适应调速系统需要具备智能化控制，能够自动调节各种参数，实现最佳的运行效果。
二、PID控制算法的原理和应用PID控制算法是一种比较经典的控制算法，PID分别代表比例、积分、微分三个单词。
PID控制算法能够将控制系统的误差与控制输出之间的比例、积分和微分相结合，从而实现对系统的稳定控制。
更为具体的讲，PID控制器可以分为比例、积分、微分三部分：1. 比例部分比例部分是最简单、最容易实现的控制部分，它的主要作用是根据误差得出控制器的输出。
比例部分的输出与误差成比例，即输出值等于误差乘以系数Kp，其中Kp为比例系数。
2. 积分部分积分部分可以消除误差的稳定偏差，将慢速的反馈信号加入到控制器的输出中，从而实现控制系统当前误差和历史误差的累计。
船舶导航控制系统中的PID控制算法研究与优化
船舶导航控制系统中的PID控制算法研究与优化摘要：本文从船舶导航控制系统中的PID控制算法的原理和应用入手，探讨了PID控制算法的优化方案，并针对实际应用中的问题，提出了相应的改进策略，为船舶导航控制系统的优化提供了参考。
导航控制是船舶航行过程中的重要环节，但船舶导航控制系统面临的挑战包括环境因素、海洋动力学、自然灾害等诸多因素。
因此，为了确保船只的安全，需要建立一套可靠的导航控制系统。
船舶导航控制系统中，PID控制算法是目前应用最广泛的算法之一。
PID控制算法包含了比例、积分和微分三个部分，可以有效控制船只的航向角和航速。
然而，传统的PID控制算法存在一些问题，例如控制精度低、响应时间长等。
为了优化船舶导航控制系统中的PID控制算法，需要考虑以下几个方面：1. 系统建模与参数调节在实际应用中，不同的船只具有不同的动力学特性，因此需要对系统进行建模，以准确地描述船只的运动状态。
同时，需要通过调整PID控制算法中的参数，以便适应不同的船体运动特性和航行动态，从而提高控制精度和响应速度。
2. 线性化技术对于非线性的船体运动特性，可以采用线性化技术进行处理。
通过将非线性船体运动模型转化为线性模型，可以更加准确地控制船只的姿态和速度，并进一步提高控制精度和响应速度。
3. 自适应控制策略自适应控制策略可以根据实时船体运动状态的变化，自动调整控制参数，以适应变化的环境和负载条件。
这种策略可以进一步提高系统的鲁棒性和控制效果。
4. 智能控制算法基于人工智能的控制算法，如模糊控制算法、神经网络控制算法等，可以更好地适应船只复杂的运动环境和海洋动力学特性，从而提高船舶导航控制系统的控制精度和响应速度。
总之，船舶导航控制系统中的PID控制算法是一个复杂的控制过程，需要综合考虑多个因素，进行优化设计。
本文提出的优化方案和改进策略为船舶导航控制系统的改善提供了重要参考价值。
未来，通过进一步的研究和实践，可以不断提高船舶导航控制系统的性能和鲁棒性，为船只的航行安全提供更加可靠的保障。
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改进的PID控制算法研究摘要PID控制作为历史最为悠久，生命力最强的控制方式一直在生产过程自动化控制中发挥着巨大的作用，在生产过程的自动控制领域中，按照偏差的比例(P)、积分(I)、和微分(D)进行控制的PID的基本控制方式。
由于算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于工业过程并取得了良好的控制效果。
但是随着科学技术的不断进步和发展，被控对象正变得越来越复杂，而人们对其控制精度的要求却日益提高，然而一般PID控制技术却越来越不适应现代工业对象的变化，由于计算机进入控制领域，用数字计算机代替模拟计算机调节器组成计算机控制系统，用软件实现PID控制算法，而且可以利用计算机的逻辑功能，使PID控制更加灵活。
论文首先介绍了PID的基础知识与原理之后介绍了一般PID控制在工业过程控制中经常用到的两种形式，位置式和增量式。
之后着重介绍了两种改进的PID控制算法：积分分离PID算法与不完全微分PID算法，比较传统控制算法与改进的算法的优缺点，并基于MATLAB对其进行仿真，讨论仿真结果。
仿真结果表明：积分分离控制算法和不完全微分控制算法可以提高控制精度和消除系统高频干扰等。
证明改进的PID控制算法相比一般PID控制算法有很多优点。
关键词：改进PID控制；积分分离；不完全微分Improved PID Control AlgorithmAbstractPID control as the oldest, most viable way to control automation in the production process has played a huge role in the production process of the automatic control field, in accordance with the deviation ratio (P), integral (I), and differential (D) to control the basic PID control method. As the algorithm is simple and robust and reliable, are widely used in industrial processes and achieved a good control effect.But with the advancement of science and technology and development, the controlled object is becoming more and more complex, but it demands of its control precision is increasing, but the general PID control technology has become increasingly incompatible with the object of change in modern industrial A computer access control field, instead of using digital computer simulation of the computer component computer control system regulator, PID control algorithm with software, and can use the computer’s logic to PID control more flexible.Paper first introduces the basic knowledge and principles of PID after the introduction of the general PID control in industrial process control is often used in two forms, location, type and incremental. After highlighting the two modified PID control algorithm: PID algorithm integral separation incomplete differential PID algorithm with the more traditional control algorithm andthe improved algorithm of the advantages and disadvantages, and its simulation based on MATLAB to discuss the simulation results.Simulation results show that: Integral control algorithm and incomplete separation of differential control algorithm can improve the control precision and high-frequency interference elimination system. Improved PID control algorithm that compared with the general PID control algorithm has many advantages.Key words: Improved PID control; integral separation; not fully differential目录摘要 (I)Abstract (II)第1章引言 (1)1.1 课题产生背景 (1)1.2 研究现状 (2)1.3 本课题主要任务 (4)第2章PID控制算法 (6)2.1 PID控制原理 (6)2.2 数字PID控制 (9)2.2.1 位置式PID控制算法 (9)2.2.2 增量式PID控制算法 (10)2.3 PID控制优缺点 (11)第3章积分分离PID控制算法及仿真 (14)3.1 积分分离PID控制算法 (14)3.2 MA TLAB软件介绍 (17)3.3 积分分离PID控制仿真 (19)第4章不完全微分PID控制算法及仿真 (22)4.1 不完全微分PID控制算法 (22)4.1.1 不完全微分PID控制算法一 (22)4.1.2 不完全微分PID控制算法二 (24)4.2 不完全微分PID控制仿真 (26)第5章结论 (32)参考文献 (33)谢辞 (34)源程序 (35)第1章引言1.1 课题产生背景PID控制是比例积分微分控制的简称。
在生产过程自动控制的发展历程中，PID控制是历史最久、生命力最强的基本控制方式。
在本世纪40年代以前，除了在最简单的情况下可以采用开关控制外，它是唯一的控制方式。
此后，随着科学技术的发展特别是电子计算机的诞生和发展，涌现出了许多新的控制方式。
然而直到现在，PID控制由于它自身的优点仍然是得到最广泛应用的基本控制方式。
PID 控制具有以下优点[1]:(1) 原理简单，使用方便；(2) 适应性强，可以广泛应用于化工、热工、冶金、炼油以及造纸、建材等各种生产部门；(3) 鲁棒性强。
PID控制由于结构简单、工作稳定、鲁棒性好等因素在当今的工业过程控制中仍占有主导地位。
随着PID控制器的日趋完善．出现了许多改进型的PID控制器，如积分分离型、不完全微分型、微分先行型、带死区的PID控制、单神经元自适应PID控制、融合型智能PID控制器等。
但随着技术的不断发展，会出现越来越多适用不同具体场合的PID控制方法。
在普通PID控制中引入积分环节的目的，主要是为了消除静态误差，提高控制精度。
但是在过程的启动、结束或大幅度增减时，短时间内系统输出有很大的偏差，会造成PID运算的积分积累，致使控制量超过执行机构可能允许的最大动作范围对应的极限控制量，引起系统较大的超调，甚至引起系统较大的振荡，这在有些系统中是绝对不允许的。
PID被广泛应用在各个范围内使其变得非常广泛化，改进的PID控制算法可以被用在很多行业之中，也正应为其广泛性，所以对于PID改进控制算法的研究变的十分有意义。
简单说来，PID控制器各个校正环节的作用如下:(1) 比例环节：成比例地反映控制系统的偏差信号。
error(t)偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减少偏差。
(2) 积分环节：主要用于消除静差，提高系统的无差度。
积分作用的强弱取决于积分时间常数T1，T1越大，积分作用越弱，反之越强。
(3) 微分环节：反映偏差信号的变化趋势(变化速率)，并能在偏差信号变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。
1.2 研究现状PID调节器是一种较为理想的传统调节器, 其比例作用起主要调节作用，一般只有比例作用能单独完成自动调节控制。
但是，仅采用比例调节，系统会存在稳态误差。
积分作用的引人可以实现无差调节，但又容易过调使系统产生振荡；微分作用能减小动态偏差，用于克服对象的迟延和减小积分作用造成的过调比较有效，但不能单独使用。
在实际应用中，总是以比例调节为主，根据对象特性和调节要求适当加入积分和微分调节作用，构成较为完善的PID调节器。
为了实现无差调节，传统的PID调节器引人积分作用后,不可避免地使系统的调节过程发生超调。
适度的超调对于提高系统的响应速度是有利的，但过度超调将使系统发生振荡，甚至使系统不稳定。
PID参数整定时如何使系统保持适度的超调始终是一个难点,而全程调节系统中对象特性参数的变化更使得整定过程复杂化。
在现代由于计算机进入控制领域，用数字计算机代替模拟计算机调节器组成计算机控制系统，用软件实现PID控制算法，而且可以利用计算机的逻辑功能，使PID控制更加灵活。
计算机控制是一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值计算控制量。
因此，连续PID控制算法不能直接使用，需要采用离散化方法[2]。
在计算机PID控制中，使用的是数字PID控制器。
目前有位置式PID控制算法以及增量式PD控制算法。
位置式PID控制算法由于采用了全量输出，所以每次输出均与过去的状态有关，计算时要对error(k)量进行累加，计算机运算工作量大。
而且，因为计算机输出的控制量u(k)对应的是执行机构的实际位置，如计算机出现故障，u(k)可能会出现大幅度的变化，会引起执行机构位置的大幅度变化，这种情况往往是生产实践中不允许的，在某些场合，还可能造成重大的生产事故，因而产生了增量式PID控制的控制算法。