过程控制对象的特性干变万化，理想调节特性无法圆满地解决所有控制对象的调节问题。经过长期实践和理论探索，人们针对各种不同的对象特性和操作特点，提出了一系列改进型的PID调节特性。这些调节特性大多数涉及到逻辑运算或时序处理，在模拟调节器上往往难以实现，但对内藏微处理器的数字调节器来说却显得简便易行。
1．抗积分饱和ND
在控制系统中，调节器积分作用的特点在于只要偏差存在，相应的控制分量便不断积累，使调节器输出值根据偏差极性向上限或下限变化。如果对象惯性较大，偏差不能及时梢除，调节器输出恒就会超出线性工作范围而进入饱和区。这种饱和现象起源于积分作用，故被称为积分饱和。积分饱和造成的危害包括两个方面：一是引起执行器“卡死”或损坏；二是使系统在偏差反向后输出迟迟不能退出饱和，导致过渡过程动作迟缓、超调严重。第一个问题可以通过输出限幅加以解决。第二个问题可采取如下措施加以解决。
这种方法是在被控量刚开始跟踪设定值时取消积分作用，仅使比例、微分项起作用；当被控量接近设定恒时再将积分作用投入，以此削弱积分累积效应，抑制积分饱和引起的超调和过渡过程缓慢的现象。A为积分门限，对不同控制对象应取不同值，一般为10％左右。这种积分分离法因处理简便、效果明显，在数字调节器中应用比较普遍。图4.29所示为理想PID与积分分离P1D跟踪阶跃输入的动态响应过程，可以明显看出积分分离算法具有减小超调、缩短稳定时问的效果。
2．抗设定值冲击型门
所谓设定值冲击是指系统运行过程中，人工操作或串级输入的设定恒发生跃变时，算法的比例作用或微分作用较强，使控制量超过执行机构允许的最大限度，对系统的动态过程造成冲击和影响。无论对象惯性大与小，这种现象都有可能发生。它使系统动态过程放慢，严重时会产生振荡。消陈设定值冲击常使用以下方法，即把因输出饱和和未能执行的控制增量存储起来，一旦退出饱和，立即将积累量补充执行。这样并不损失控利分量，而是把幅度上无法承受的控制作用分摊在时间上，以便在不过分增大系统超调的前提下加速动态过程。在数调节器上这种方法简便易行。
3．非线性型PID
非线性型PID是指在一般PID运算之前插入一个非线性环节，特性如图4.30所示众非线性区域内，增益为0—1之间的某一数值，将使调节器无动作或只有轻微动作：在非线性区域外，增益为1，调节器仍然按正常线性规律动作。非线性宽度与增益可以根据需要整定。当增益取值为时，成为带死区的控制器；苔取值为1，成为普通的线性变换器；如果非线性宽度取为0，则非线性同样不复存在。在5比PC中设有死区可调的非线性控制特性，通过侧板按键整定参数。
非线性控制特性使用于非线性对象和要求避免频繁动作的场合(如跑偏控制)。对这类对象若采用线性控制，难以取得理想的控制效果。以上介绍了以PID算法为基础进行改进、扩充形成的几种调节算法，经过一些微机化仪器仪表的应用实践，证明在一定条件下是行之有效的。除此之外，人们还探索了一些新方法，如变步距逐次逼近算法摆糊调节算法、智能算法点等。这些算法有的尚在发展府待完善，这里不再介绍，有的与智能技术密切关联，在下面的内容中为您介绍。http://www.zhsysb.cn
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