一、引言：
PID控制器（比例-积分-微分控制器），由比例单元 P、积分单元 I 和微分单元 D 组成。通过Kp， Ki和Kd三个参数的设定。PID控制器主要适用于基本线性和动态特性不随时间变化的系统。
PID 控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。和其他简单的控制运算不同，PID控制器可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值，这样可以使系统更加准确，更加稳定。可以通过数学的方法证明，在其他控制方法导致系统有稳定误差或过程反复的情况下，一个PID反馈回路却可以保持系统的稳定。
二、方案的比较
PID运算电路是实现控制器运算规律的关键部分，它的构成方式有以下几种。
1. 由放大器和PID反馈电路构成
PID运算电路的构成方框如图1-9（a）所示。
图中，放大器是由晶体管等器件组成的直流放大器，PID反馈电路是由RC微分和积分环节串联成的复合电路。这种运算电路构成简单，但互相干扰系数较大。
2. 由PD和PI电路串联构成
PID运算电路的构成方框如图1-9（b）所示。图中PD和PI电
路均由集成运算放大器和RC电路组成。这种运算电路互相干扰系数F较第一种运算电路要小。但由于电路串联，各级的误差将积累放大。为保证精度，对各部分电路精度要求较高。
所以选择第二种方法进行研究。
三、PID的作用和构成方框图
1. PID的作用：将来自变送器的测量值与给定值相比较后产生的偏差进行比较、积分、微分运算，并输出统一标准信号，去控制执行机构的动作，以实现对温度、压力、流量、液位及其他工艺变量的自动控制。
四、PID电路的设计
1.输入电路设计
设计原因：一是将测量信号Ui和给定信号Us相减，得到偏差信号，就爱将偏差信号放大两倍后输出；二是电平移动，将以0V为基准的Ui和Us转化成电平Ub (10)为基准的输出信号U01。
2.PD电路设计
设计原因：将输入的电压信号U01进行PD运算，其输出信号U02送至PI电路。
该电路由运算放大电路IC2、微分电阻Rd、微分电容Cd等组成。
3.PI电路
设计原因:将PD电路输出的电压信号U02进行PI运算，输出以Ub为基准的、1~5V的电压信号。
比例运算的输出电压和积分电压