Дифференциальная составляющая противодействует предполагаемым отклонениям регулируемой величины, которые могут произойти в будущем. Эти отклонения могут быть вызваны внешними возмущениями или запаздыванием воздействия регулятора на систему. Чем быстрее регулируемая величина отклоняется от установленной, тем сильнее противодействие, создаваемое дифференциальной составляющей.
Назначение ПИД-регулятора — в поддержании заданного значения x0 некоторой величины x с помощью изменения другой величины u. Значение x0 называется уставкой, а разность e = (x0 − x) — невязкой или рассогласованием.
Выходной сигнал регулятора u определяется тремя слагаемыми:
где Кp, Кi, Кd — коэффициенты усиления пропорциональной, интегральной и дифференциальной составляющих регулятора, соответственно.
Большинство методов настройки ПИД-регуляторов используют несколько иную формулу для выходного сигнала, в которой на пропорциональный коэффициент усиления умножены также интегральная и дифференциальная составляющие:
|
|
Часто в качестве параметров ПИД-регулятора используются:
относительный диапазон
постоянные интегрирования и дифференцирования, имеющие размерность времени
Следует учитывать, что термины используются по-разному в различных источниках и разными производителями регуляторов.