压力控制系统设计
压力控制技术的国内外研究现状
压力控制技术：研究现状与应用展望1. 压力传感器技术国内外的压力传感器技术都已发展到一定水平，实现了高精度、高稳定性和快速响应。
薄膜应变技术、MEMS技术以及陶瓷材料的应用是当前传感器技术的热点。
同时，新型的压力传感器也在不断发展，如光纤压力传感器和红外压力传感器等。
2. 压力控制算法研究在压力控制算法方面，传统的PID控制算法仍然是最常用的方法。
然而，随着人工智能和机器学习的发展，许多新的控制算法也被应用到压力控制中，如模糊逻辑控制、神经网络控制和深度学习等。
这些算法能够处理复杂的非线性过程，提高压力控制的精度和稳定性。
3. 压力控制系统设计在压力控制系统设计方面，现代化的控制系统趋向于集成化、模块化和智能化。
此外，远程控制和监控技术也被广泛应用于压力控制系统中，使得系统的维护和调试更加方便。
4. 压力控制技术的应用压力控制技术在许多领域都有广泛的应用，如工业过程控制、航空航天、医疗设备、汽车工业等。
例如，在汽车工业中，压力控制技术用于控制燃油喷射、气瓶压力以及刹车系统等。
5. 压力控制技术的挑战与展望尽管压力控制技术已经取得了很大的进展，但仍面临一些挑战，如高精度控制、快速响应、稳定性以及适应复杂环境的能力等。
未来的压力控制技术将更加注重智能化、自适应和绿色环保。
6. 压力控制技术的发展趋势未来压力控制技术的发展趋势包括：更高精度的传感器和执行器、更先进的控制算法、物联网和云计算技术的应用、以及与其他先进技术的融合。
例如，将机器学习算法应用于压力控制，可以实现自适应的压力调节；将压力控制系统与工业物联网结合，可以实现远程监控和优化。
7. 压力控制技术的优缺点分析压力控制技术的优点包括：可以实现高精度、快速响应的压力调节；可以有效抑制压力波动，提高产品质量；可以远程监控和故障诊断等。
然而，压力控制技术也存在一些缺点，如对硬件和软件的要求较高、成本较高、以及在复杂环境下的稳定性问题等。
8. 压力控制技术的实际应用案例在实际应用中，压力控制技术已经取得了显著的成果。
实验 6：气体压力 PID 单回路控制系统的设计与整定
实验6：气体压力PID单回路控制系统的设计与整定1、测试实验目的1）掌握压力PID单回路控制系统的常用方法。
2）熟悉压力PID单回路控制系统组态。
3）掌握压力PID控制器参数整定方法。
2、实验原理1）压力作用于单位面积上的垂直力，工程上称为压力，物理学中称为压强。
压力依据零点参考压力的不同，分为绝对压力、表压力、压力差、负压力（真空）和真空度。
绝对压力：以完全真空为零标准所表示的压力。
表压力：以大气压为零标准所表示的压力，等于高于大气压力的绝对压力与大气压力之差。
大气压力：一个标准大气压是在纬度45度，温度为0℃，重力加速度为9.80665m/s2海平面上，空气气柱重量所产生的绝对压力，其值是101325Pa。
压差：除大气压力以外的任意两个压力的差值。
负压：绝对压力小于大气压时，大气压力与绝对压力之差为负压。
负压的绝对值称为真空。
真空度：绝对压力小于大气压时的绝对压力。
压力测量常用的单位有：①帕斯卡（Pa），其物理意义是，1牛顿的力作用于1平方米的面积上的压强（力）。
工程中常用MPa表示压力，1 MPa=106 Pa，②工程大气压（kgf/cm2），垂直作用于每平方厘米面积上的力，以公斤数为计量单位。
工程上常用kg/cm2表示。
1 kgf/cm2=9.80665×105 Pa=0.980665 MPa。
③物理大气压（atm），即上面所述的标准大气压。
④毫米汞柱（mmHg）、毫米水柱（mmH2O），垂直作用于底面积上的水银柱或水柱的高度为计量单位。
1 atm=760 mmHg。
许多生产过程都是在不同的压力下进行的，有些需要很高的压力，例如，高压聚乙烯、合成氨生产过程等，有些需要很高的真空度。
压力是化学反应的重要参数，不但影响到反应平衡关系，也影响到反应速率。
生产过程中的其它参数也经常通过压力间接测量，例如，流量、液位、温度等可以转换为压力进行测量。
2）压力的测量压力（压差）的测量方法主要有，液体式、弹性式、活塞式、电动式（电感、电容、电位、应变、压电、霍尔、力平衡、电涡流等）、气动式、光学式（光纤、光干涉、光电、激光等）。
PID电动压力调节阀控制系统设计
PID电动压力调节阀控制系统设计PID电动压力调整阀掌握系统设计一般一般的电动调整阀、气动调整阀则需要配套（气动配定位器）、压力变送器、PID调整仪一套组合来调整掌握管道或储罐所需要压力值。
原理是压力变送器将压力信号转换为识别的电流信号，依据压力转换的电流信号来掌握气动、电动压力调整阀的开度大小，进而掌握压力。
电动调整阀由电动执行器与调整阀阀体两部分组成，通过接收自动化掌握系统的信号来驱动阀门，转变阀芯和阀座之间的截面积大小掌握，管道介质的流量、温度、压力等工艺参数，来实现远程自动掌握。
4-20mA之间不同的信号数值对应不同的调整阀信号开度，依据自己的工况介质选择适用的流量系数，就可以算出调整阀每个开度所对应的流量、压力值，从而达到调整阀对工况介质的调整要求。
PID电动压力调整阀掌握系统设计产品特点：a.智能型调整阀易维护、电气接线便利。
b.牢靠;非侵入式设计。
c.液晶显示、中英文操作界面。
d.体积小、重量轻、低噪音。
e.傻瓜式"向导"设置功能、调试简洁。
f.线性光电隔离技术，掌握信号，调整信号带隔离互不影响。
g.自动/手动间无扰切换，执行机构产生故障时报警并自动切断电机电源。
重新上电方可恢复工作。
PID电动压力调整阀掌握系统设计产品应用：智能电动调整阀结构紧凑、重量轻、体积小。
它采纳直流无刷电机以及齿轮箱减速，具有噪声低。
后还采纳电动里面的霍尔传感器来检测位置，寿命长，简化了机械结构。
电气掌握部分采纳模块化设计，由驱动单元、掌握单、液晶显示单元，非侵入式的触摸按键单组成，具有操作简洁，接线便利。
转矩掌握以及行程限位都通电子电路来实现，从而实现无需开盖调试。
智能型调整阀应用于如发电、化工、石油、冶金、轻工、锅炉、城市供水、智能大厦等工业过程自动化系统中。
PID电动压力调整阀掌握系统设计根据下面步骤开头操作。
一、使用蒸汽场合时的操作：1、拧紧注液口螺钉。
2、缓慢开启调整阀前后截止阀。
变频恒压供水控制系统设计
变频恒压供水控制系统设计【摘要】本文介绍了变频恒压供水控制系统设计的相关内容。
在系统设计要求中，需要考虑稳定供水压力和节约能源的需求。
系统组成包括变频驱动器、传感器、控制器等部件。
系统控制原理是利用变频器对水泵速度进行调节来维持恒定的供水压力。
在系统设计方案中，需要考虑水泵的选型和安装位置等因素。
通过系统性能分析可以评估系统的稳定性和效率。
通过本文的研究，可以为变频恒压供水控制系统的设计和应用提供参考。
【关键词】变频恒压、供水控制系统、设计要求、系统组成、系统控制原理、系统设计方案、系统性能分析、结论。
1. 引言1.1 引言变频恒压供水控制系统设计是现代城市供水系统中的重要组成部分，它能够有效地调节水压，确保供水稳定性和节能高效性。
随着城市化进程的加快，供水需求不断增加，传统的供水系统已经不能满足需求，因此采用变频恒压供水控制系统已经成为一个必然趋势。
本文将首先介绍系统设计的基本要求，包括稳定的供水压力、节能高效、易维护等方面。
然后将详细介绍系统的组成，包括变频器、水泵、传感器等核心部件。
接着将介绍系统的控制原理，包括PID控制、频率调节等技术原理。
将提出系统的设计方案，包括硬件设计、软件设计以及系统整体架构。
对系统的性能进行分析，包括稳定性、节能性、可靠性等方面，以验证系统设计的合理性。
通过本文的介绍，读者可以了解变频恒压供水控制系统设计的基本原理与方法，为现代供水系统的优化设计提供参考。
2. 正文2.1 系统设计要求1. 稳定性要求：变频恒压供水控制系统需要保持稳定的工作状态，确保水压在设定范围内波动较小，以满足用户对水压稳定性的需求。
2. 响应速度要求：系统需要具有较快的响应速度，能够及时调整水泵的转速以保持设定的恒压供水状态，提高用户体验。
3. 节能性要求：设计要充分考虑系统的能耗情况，尽量减少无效能耗，优化控制算法以实现节能运行，降低运行成本。
4. 可靠性要求：系统设计应考虑到设备的可靠性，确保系统能够长时间稳定运行，减少维护和修复成本，提高系统的可用性和可靠性。
基于PID调节器的压力控制系统设计与应用
基于PID调节器的压力控制系统设计与应用基于人工智能算法PID调节器的压力控制系统，通过智能PID调节器实现对水箱主管路压力的动态控制。
主控制对象为设备下水箱主管路中的瞬时压力，实验过程以水作为被控介质，压力变送器作变送单元，PID调节器作为调节单元，变频器作为执行单元。
1、压力控制系统的原理分析压力控制系统基本原理：控制系统给定量SV由人工智能PID调节器设定，被控量为主管路瞬时压力，反馈量由扩散硅压力变送器PT检测并送入数据采集卡USB6221 进行监控然后传递给PID调节器，并与给定量进行比较，PID调节器按PID控制算法计算出实时控制量以控制变频器，实时调节水泵的出水量，从而调节管路中的瞬时压力，以达到压力控制的目的。
2、压力控制系统硬件电路的设计与连接被控对象由扩散硅压力变送器、YR-GAD905-020-12-HLNN-P-T人工智能PID调节器、西门子变频器、NI USB6221数据采集卡、水箱、管路等有机地组成，数据通过数据采集卡与LabView软件相连，对控制过程进行实时监测。
2.1扩散硅压力变送器选用YR-801AG4E1NM4扩散硅压力变送器测量主管路的压力。
YR-801AG4E1NM4属于扩散硅压阻式压力变送器，是一种经济型压力变送器。
具有经济适用、精度0.25%、反应灵敏等优点，广泛应用于石油、化工、冶金、电力等领域。
2.2DAQ 模块的选型采用NI USB-6221型数据采集卡采集主管路中的瞬时压力，反馈给智能仪表。
NI USB-6221是一款USB高性能多功能DAQ模块，经优化在高采样率下也能保持高精度。
DAQ模块即插即用的安装最大程度地降低了配置和设置时间，同时它能直接与螺丝端子相连，从而削减了成本并简化了信号的连接。
2.5硬件系统接线PID调节器控制的压力控制系统硬件主接线图下图所示。
其硬件接线原理分析：系统反馈量由压力变送器PT检测并送入数据采集卡USB6221进行监控，然后传递给PID调节器作为PV，PV与仪表给定量SV进行比较，调节器按PID控制算法计算出实时控制量out，来控制变频器，以达到控制主管路压力的目的。
压力模糊PID控制系统设计DOC
第一章工程设计概述1.1 论文设计的背景1.1.1 国内外工厂主蒸汽压力控制的简介及现状随着工厂锅炉机组越来越向着高参数、大容量的方向发展，对热工自动控制系统的控制品质的要求也越来越高。
从30年代起，锅炉控制中就采用了PID控制器。
目前，国内的锅炉燃烧控制仍然大多采用常规PID控制器，或者为了改善控制效果，加一些前馈控制。
控制方法远远落后于国外的控制技术，尤其是北欧国家和德国。
锅炉是经济发展时代不可缺少的商品，未来将如何发展，是非常值得研究的。
而这一切都离不开对压力控制系统的研究。
而国外一些发达国家在控制系统这方面的研究更是非常的重视，而且在高科技技术的背景下，更是取得了相当大的成果。
在国内无论是燃烧过程自动控制系统、汽包水位自动控制系统，还是主蒸汽压力自动控制系统等，主要都是采用各种类型的常规PID控制策略，也就是说PID控制在化工厂的大大小小的控制系统中仍占着主导地位。
多年来，虽然PID控制在化工厂热工过程控制中发挥了很大作用，在一些机组的某些控制系统上也有令人满意的控制效果，但是，由于PID算法本身的限制，在某些复杂对象上应用时，控制效果很不理想，甚至无法实现自动控制。
究其原因，主要是因为PID控制实施有效的前提是要有准确的被控对象模型。
当实际被控对象模型发生变化时，按照原被控对象模型进行参数整定的PID控制器的控制效果就很难保证了。
而且在实际的工程应用中，被控对象的模型往往是不精确的、时变的，有时甚至根本无法获得，这时采用常规的 PID控制就很难达到理想的控制效果。
也就是说面对越来越复杂的被控对象，常规PID控制己束手无策，要想获得好的控制效果，必须采用其它的控制策略。
英国科学家马丹尼E.H Mamdani首先应用模糊控制方法来控制用于试验的锅炉和汽轮机；美国德克萨斯州的某化工厂工业锅炉及所有蒸汽回路都采用了EXACT，蒸汽消费量减少了15%；在燃油锅炉上应用最优控制，自适应控制等现代控制技术的例子也有多次报道[1]。
锻造压力机的电气控制系统设计与优化
锻造压力机的电气控制系统设计与优化对于锻造行业来说，压力机是一种非常重要的设备，用于加工金属材料，实现形状变换和内部组织调整。
为了更好地应对市场需求和提高生产效率，优化锻造压力机的电气控制系统设计是至关重要的。
首先，一个优秀的电气控制系统设计应该具备以下几个方面的特点：1. 稳定性：锻造压力机在工作过程中需要承受高强度的冲击和振动，因此，电气控制系统的稳定性是首要考虑。
应该选择高质量的电器元件和材料，并合理布局电气线路，以确保系统的稳定运行。
2. 灵活性：电气控制系统应该具备灵活的控制方式，以应对不同的生产需求。
可以考虑使用可编程控制器（PLC）或人机界面（HMI）来实现控制参数的调整和变化。
3. 安全性：在锻造过程中，操作人员和设备都面临一定的风险。
因此，电气控制系统应该考虑安全措施，如紧急停机按钮、安全光幕、过载保护等，以确保人员和设备的安全。
然后，我们可以通过以下几个步骤来优化锻造压力机的电气控制系统设计：1. 引入先进的控制技术：随着科技的发展，新的控制技术不断涌现，如变频器、步进电机等。
这些技术可以提高系统的精度和稳定性，降低能耗和噪音。
可以考虑引入这些新技术来优化锻造压力机的电气控制系统。
2. 优化电器元件的选择：电器元件是电气控制系统中的核心组成部分。
应该选择高质量、可靠性强的元件，减少故障和维修次数。
此外，根据系统需求和特点，选用适当的电器元件，如断路器、继电器、接触器等，以实现系统的功能和安全要求。
3. 设计合理的线路布局：电气线路的布局直接影响系统的稳定性和可靠性。
应该合理规划线路的长度、截面和布置方式，避免电磁干扰和接地问题。
此外，为了方便维护和故障排查，可以利用标签和色彩来标识线路。
4. 定期维护和检修：锻造压力机作为长时间运行的设备，需要定期维护和检修。
应该建立完善的维护计划和记录，包括对电气组件和线路的检查、清洁和紧固等。
这样可以确保电气控制系统的稳定运行，延长设备的使用寿命。
复杂压力控制系统的创新性设计与实践
１ 干 法 腈 纶 生 产 工 艺
纺丝 生产 需将 合格 的 纺丝 原液 输送 、 滤和 增压 后 连续 、 定 过 稳
地送 入 纺丝 甬道 纺制 成纤 维 丝束 。
１１ 原 液 压 滤 装 置 概 况 ．
不但 费用 高 ， 且 我们 的技 术人 员也 得不 到锻 炼 ， 而 解决 处 理 问题 的 力 作为 主调 节器 测量 值 ，该 涮节器 输 出作 为 ３台增 压 泵 出 口压 力
能力 就会大 打 折扣 。本文 介 绍如 何创 新性 地 自主 设 计干法 腈 纶关 调节 器 的设定 值 ， 形式 上类 似 串级 。这 就 需要 调节 器的 串级 连 接 ，
合 工 艺各 项 要 求 的控 制 策 略 ， 出 了 复 杂控 制 系 统 的 设 计 思 路 和 方 法 。 提 关 键 词 ： 制 系 统ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ； 料 泵 ； 压 泵 ； 频 器 ； ３ ０ 控 供 增 变 ＣＳ ０ ０
台 主输 入泵 ”供 料泵 、 压 泵 正常 情况 ３台要 同 ， 增 我 国石化 工 业生产 工 艺复 杂 ， 制要 求 高 ， 多引进 项 目起 初 选 １ 增压 泵作 为“ 控 很 的控制 方案 都 由国外 公 司负责 设 计 ，我 们 只足 拿来 简 单应 用 。但 时 运转 ， 时可 对任 １ 随 台能脱 离 生产 线进 行维 修 。 就需 要对 其进 这
１２ 原 液 压 滤 系 统 的 控 制 要 求 ．
Ｊ 手动
—— 雨雨Ｈ Ｉ 择 选
（ 画面 ）
操 作 员 输 入
＿ 一
操 作 员 输 入
供 料泵 的作用 是 把原 液 压 力增至 １ ａ ．ＭＰ 左右 ，以保 证 原液 ９
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一、引言1.设计目的及意义本设计采用单回路控制系统对管道的流量、液位进行控制，主要研究的是基于单片机的压力参数的控制和调节，即以单片机AT89C51为调节器，辅助以配套的A/D , D/A转换单元及电路，通过执行数字PID程序实现自动调整。
单回路控制系统由于结构简单、投资小、操作方便、且能满足一般生产过程的要求，故它在过程控制中得到广泛应用。
2.任务要求设计并制作一个压力监测与控制装置，意向图如下图所示1、设计参数上位水箱尺寸：800×500×600mm，上位水箱离地200mm安装，通过直径为20mm的PVC管道与其他设备相连，设备离地30mm，要求测量设备入口处的压力。
测量误差不超过压力示值的±1%。
2、设计要求（1）上位水箱通过水泵供水，通过变频器控制水泵的转速；（2）通过查阅相关设备手册或上网查询，选择压力传感器、调节器、调节阀、变频器、水泵等设备（包括设备名称、型号、性能指标等）；（3）设备选型要有一定的理论计算；（4）用所选设备构成实验系统，画出系统结构图；（5）列出所能开设的实验，并写出实验目的、步骤、要求等。
二、硬件电路设计图1为该压力控制系统简图，这是一个单回路反馈控制系统，控制的任务是使水箱的压力等于某定值，减小或消除来自系统内部或外部扰动的影响。
交流电动机带动齿轮泵通过阀1向上水箱供水，调节阀2使之同时向外排水，达到被控压力参数的动态调整。
图1单容水箱压力控制系统简图2.1 AT89C51AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
AT89C51是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C51是它的一种精简版本。
AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
外形及引脚排列如图所示2.2 A/D转换器本设计采用TLC2543A/D转换器，TLC2543是12位串行模数转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程，由于是串行输入结构，能够节省51系列单片机I/O 资源；且价格适中，分辨率较高，因此在仪器仪表中有较为广泛的应用。
其特点如下所述： A/D转换器有12位分辨率；在工作温度范围内转换时间为10us；有11个模拟输入通道；采用 3路内置自测试方式[1]；有转换结束(EOC)输出；具有单、双极性输出；有可编程的MSB或 LSB前导；输出数据长度可以编程设定为8位、12位或16位。
在本系统中采用的输出长度设定为12位。
另外TLC2543与外围电路的连线简单,它有三个控制输入端为CS（片选）、输入/ 输出时钟（I/O CLOCK）以及串行数据输人端（DATA INPUT）；模拟量输入端AIN0 ～ AIN10 （1 ～ 9 脚、11 ～ 12 脚），11路输入信号由内部多路器选通，对于本系统，选用了AIN0 模拟输入端；系统时钟由片内产生并由I/O CLOCK同步；正、负基准电压（REF+ ，REF-）由外部提供, 通常为VCC和地, 两者差值决定输人范围。
在本系统中，输入模拟信号为4~20mA 电流的模拟量，也就是转换输入范围电压是0~5V。
通道的选择、数据格式的设定，都是通过控制器向TLC2543 写控制字来实现的。
控制字格式如表1 所示。
表1 控制寄存器中各位定义通道选侧输入数据长度输入数据顺序极性选择D7(MSB) D6 D5 D7 D3 D2 D2 D0TLC2543与AT89C51连接示意图2.3 变频器变频器的英文译名是VFD（Variable-frequency Drive），变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机（此处即水泵）的电力传动元件。
由流体力学可知，P（功率）＝Q（流量）×H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，使水箱压力保持在恒定。
本次采用西门子公司的SAJ-8000变频器。
以下是SAJ8000G矢量通用型变频器的特点：■低频转矩输出180% ，低频运行特性良好■输出频率最大600Hz，可控制高速电机■全方位的侦测保护功能(过压、欠压、过载)瞬间停电再起动■加速、减速、动转中失速防止等保护功能■电机动态参数自动识别功能，保证系统的稳定性和精确性■高速停机时响应快■丰富灵活的输入、输出接口和控制方式，通用性强■采用SMT全贴装生产及三防漆处理工艺，产品稳定度高■全系列采用最新西门子IGBT功率器件，确保品质的高质量变频器工作简易图SAJ-8000变频器原理图2.4 PID 控制器设计•2.4.1 PID （比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。
PID 控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。
PID 控制器由比例单元（P ）、积分单元（I ）和微分单元（D ）组成。
其输入e (t)与输出u (t)的关系为)/)(*)(/1)((()(0dt t de T dt t e T t e k t u D tI p ++=⎰因此它的传递函数为：)*)*/(11()(/)()(s T s T k s E s U s G D I p ++==其中,k p 为比例系数； T I 为积分时间常数； T D 为微分时间常数 它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数（K p ， K i 和K d ）即可。
在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。
PID 应用范围广。
虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，这样PID 就可控制了。
2.4．2 PID 控制的原理和特点在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID 控制，又称PID 调节。
它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID 控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID 控制技术。
PID 控制，实际中也有PI 和PD 控制。
PID 控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
比例（P ）控制比例控制是一种最简单的控制方式。
其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。
当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state error ）。
积分（I ）控制 在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。
对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统（System with Steady-state Error ）。
为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。
积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。
这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。
因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
微分（D ）控制在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。
自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。
其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后(delay)组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。
解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。
这就是说，在控制器中仅引入 “比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。
所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。
2.4.3 PID 控制器的参数整定PID 控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。
它是根据被控过程的特性确定PID 控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。
PID 控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。
它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。
这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。
二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。
PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。
三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。
但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。
由于本实验装置的过程控制具有惯性大、滞后时间长等特点。
理论证明，对于具有Ke-t/(1+T1+T2S)特点的控制对象，PID 是一种最优控制。
但常规PID 算法的积分系数是一个常数，实际上是一个兼顾几个方面的折中值。
从尽快消除控制系统的静态误差的角度考虑，希望PID 算法的积分系数尽量的大；但从降低控制过程中超调量的角度考虑，又希望PID 控制算法的积分系数尽量的小。
因此在本实验装置的控制系统中，我们采用变速积分PID 算法，根据控制系统的当前状态，动态、合理地改变PID 控制算法的积分常数，以提高控制品质。
2.5键盘和显示模块键盘完成基本的输入操作.系统共设置了6个按键:屏显键、设定键、移位键、加键、减键、自动/手动键。
可设置主机分机液位、转换主机分机屏幕的显示、以及手动状态电磁阀的开关等。
为了更好的实现人机对话，采用了这款带中文字库的OCM4X8C（128×64）液晶显示器。
用户可以根据提示来进行相应的操作。
液晶显示屏采用了并行的输入输出方式，开机时液晶屏复位，进入等待状态。