張策
------不知道樓主是天津大學的嗎？天大的那位張策教授可是國內機械原理與設計領域著名學者?。?/span>
------我不是那個教授，我是在一線的工人
------特別聲明：承蒙網友的厚愛，見到有些網友把此帖轉帖，特此致謝！希望大家在轉貼的時候注明作者：焦作華潤白志剛。再次感謝！
--------有人通過QQ得到了我的文章《自動調節的基本原理》（又名《由入門到精通——PID 調節縱橫談》），然后不經我的允許，全文上傳到豆丁網，并通過豆丁網賺取費用，這個人就在本論壇，真卑鄙啊！
聲明：1周之內取消該貼，并保證不再傳播，否則我告你侵權！
通過此事，也讓我很傷心。我很樂意幫助別人，有人多次請我傳給他文章，我沒有太多戒心，傳給了他們，不知道其中某些人這么沒有道德，真讓人氣憤！以后我不會再給任何人我的文章
第一章自動調節系統的發展歷程
1-1 沒有控制理論的世界
1-2 控制論
1-3負反饋
1-4 PID
1-5 怎樣投自動
1-6 觀察哪些曲線
1-7PID的基本原理
1-8PID的曲線
1-9怎樣判斷PID
第二章吃透PID
2-1 幾個基本名詞
2-2 P——純比例作用趨勢圖的特征分析
2-3 I——純積分作用趨勢圖的特征分析
2-4 D——純微分作用趨勢圖的特征分析
2-5 比例積分作用的趨勢特征分析
2-6 比例積分微分作用的趨勢特征分析
2-7 整定參數的幾個原則
2-8 整定比例帶
2-9 整定積分時間
2-10 整定微分時間
2-11 比例積分微分綜合整定
2-12 自動調節系統的質量指標
2-13 整定系統需要注意的幾個問題
2-14 整定參數的幾個認識的誤區
2-15 其它先進控制方法簡介
第三章
第三章火電廠自動調節系統
3-1 火電廠自動調節系統的普遍特點
3-2 自動調節系統的構成
3-3 自動調節系統的跟蹤
3-4 高低加水位自動調節系統
一、基本控制策略
二、自平衡能力
三、隨動調節系統
四、對于系統耦合的解決辦法
五、幾個問題：
六、偏差報警與偏差切除
3-5 汽包水位調節系統
一、任務與重要性
二、鍋爐汽包
三、虛假水位
四、影響汽包水位的因素
五、制定控制策略
六、捍衛“經典”
七、正反作用與參數整定
八、特殊問題的處理方法
九、變態調節
3-6 過熱器溫度調節系統
一、遲延與慣性
二、重要性
三、干擾因素
四、一級減溫水調節系統
五、導前微分自動調節系統
六、導前微分系統的參數整定
七、串級調節系統
八、級調節系統的參數整定
九、修改控制策略，增加抑制干擾能力
十、變態調節方案
3-6主汽壓力
一、重要性
二、干擾因素
三、直接能量平衡公式
四、間接能量平衡
五、控制策略
六、參數整定
3-7協調
一、重要性
一、干擾因素
二、機跟爐
三、參數整定
四、爐跟機
五、參數整定
六、負荷前饋
七、壓力前饋
八、耦合與解耦
九、特殊解耦
十、一次調頻
十一、AGC
3-8 磨煤機優化燃燒
楊過出了一會神，再伸手去會第二柄劍，只提起數尺，嗆□一聲，竟然脫手掉下，在石上一碰，火花四濺，不禁嚇了一跳。
原來那劍黑黝黝的毫無異狀，卻是沉重之極，三尺多長的一把劍，重量竟自不下七八十斤，比之戰陣上最沉重的金刀大戟尤重數倍。楊過提起時如何想得到，出乎不意的手上一沉，便拿捏不住。于是再俯身會起，這次有了防備，會起七八十斤的重物自是不當一回事。看劍下的石刻時，見兩行小字道：
“重劍無鋒，大巧不工。四十歲前恃之橫行天下?！?/span>
過了良久，才放下重劍，去取第三柄劍，這一次又上了個當。他只道這劍定然猶重前劍，因此提劍時力運左臂。那知拿在手□卻輕飄飄的渾似無物，凝神一看，原來是柄木劍，年深日久，劍身劍柄均已腐朽，但見劍下的石刻道：
“四十歲后，不滯于物，草木竹石均可為劍。自此精修，漸進于無劍勝有劍之境?！?/span>
金庸筆下的一代大俠楊過，為什么會發生連續兩次發生拿劍失誤呢？原因很簡單，因為他沒有學過自動調節系統?。】梢娮詣诱{節系統存在于生活的方方面面，何其平常，又何其重要！吹一下牛皮先。
下面咱們就來說說自動調節系統，它到底是怎么回事，到底是誰先發現的，到底該怎么應用。自動調節系統說復雜其實也很簡單。其實每個人從生下來以后，就逐漸地從感性上掌握了自動調節系統。
比方說桌子上放個物體，樣子像塊金屬，巴掌大小。你心里會覺得這個物體比較重，就用較大力量去拿，可是這個東西其實是海綿做的，外觀被加工成了金屬的樣子。手一下子“拿空了”，打住了鼻子。這是怎么回事？比例作用太強了。導致你的大腦發出指令，讓你的手輸出較大的力矩，導致“過調”。
還是那個桌子，還放著一塊相同樣子的東西，這一次你會用較小的力量去拿。可是東西紋絲不動。怎么回事？原來這個東西確確實實是鋼鐵做的。剛才你調整小了比例作用，導致比例作用過弱。導致你的大腦發出指令，命令你的手輸出較小的力矩，導致“欠調”。
還是那個桌子，第三塊東西樣子跟前兩塊相同，這一次你一定會小心點了，開始力量比較小，感覺物體比較沉重了，再逐漸增加力量，最終順利拿起這個東西。為什么順利了呢？因為這時候你不僅使用了比例作用，還使用了積分作用，根據你使用的力量和物體重量之間的偏差，逐漸增加手的輸出力量，直到拿起物品以后，你增加力量的趨勢才得以停止。
這三個物品被拿起來的過程，就是一個很好的整定自動調節系統參數的過程。
前面咱們說的楊過拿劍也是一個道理。當他去拿第二柄劍的時候，心里已經預設了比例帶，可惜比例
帶有點大了，用的力量不夠，所以沒有拿起來。他第二次拿重劍，增強了比例作用，很容易就拿起來重劍。
可是當他拿第三柄劍的時候，沒有根據被調節對象的情況進行修改，比例作用還是很大，可
是被調量已經很輕了，所以“力道”用過頭了。
其實上面所說的例子不能算是一個連續的自動調節系統。騎自行車可以說是一個高級復雜的自動調節。什么？你也會騎？恭喜你，你連模糊控制都會了！
書歸正傳。
很久以前，我覺得自動控制很難。老師給我找到了整定口訣，我還是迷迷瞪瞪的，不知道怎么應用。
不久后來，我覺得自動控制很簡單。說白了也就那么回事，夸張點說，中學生都可以掌握。相信你們都見過那個PID整定口訣。不嫌麻煩，茲抄錄如下：
參數整定找最佳，從小到大順序查。
先是比例后積分，最后再把微分加。
第一章自動調節系統的發展歷程
自動調節，又稱自動控制，如今已經涵蓋了社會生活的方方面面。在工程控制領域，理所應當的屬于應用最普遍的范疇，但是在生物、電子、機械、軍事等各個領域。甚至連政治經濟領域，似乎也隱隱存在著自動控制的原理?？墒强疾熳詣涌刂频陌l展歷程，從公認的有著明確的控制系統產生的十九世紀以來，其歷史也就短短的一百多年。而自動控制理論誕生的明確的成熟的標志——《控制論》，其產生時間在1948年，至今也不過60余年的歷史。60年來，尤其在工程控制領域，自動控制得到了極其普遍的應用，取得了輝煌的效果。毫不夸張地說：如果沒有自動控制，我們的社會就不可能發展到現在這個地步。
1-1
中國古代的自動調節系統
學術界對于中國古代的自動調節機構進行了發掘，認為中國古代也存在著一些符合自動調節規律的機構。因而我們可以自豪的宣稱：中國古代有“自動裝置”（自動控制專家萬百五《我國古代自動裝置的原理分析及其成就的探討》，1965年自動化學報）。
1991年他又補充新材料為《中國大百科全書：自動控制與系統工程卷》寫成新條目“我國古代自動裝置
”。文中例舉：指南車是采用擾動補償原理的方向開環自動調整系統；銅壺滴漏計時裝置是采用非線性限制器的多級阻容濾波；浮子式閥門是用于銅壺滴漏計時裝置中保持水位恒定的閉環自動調節系統，又用于飲酒速度自動調節器；記里鼓車是備有路程自動測量裝置的車；漏水轉渾天儀是天文表現儀器，采用仿真原理的水運渾象；候風地動儀是觀測地震用的自動檢測儀器；水運儀象臺采用仿真原理演示或觀測天象的水力天文裝置，內有樞輪轉速恒定系統采用內部負反饋并進行自振蕩的系統。
首先說，我們承認中國古代存在著自動調節系統的應用現象。并對萬百五老師致以敬意。
可是如果按照這樣朝自動理論上靠的話，那么我們甚至可以說張衡的地動儀也應用到了自動調節——小球的力學傳動有比例作用的影子；弩發射機構也是比例作用中比例帶很小的機構；中醫的望聞問切是對反饋的重視等等。所有這些都只是對于自動調節原理的某一個側重點的應用，它是不完整的，不能算的上是自動調節機構的。
我們公認的自動調節機構的誕生，應該是瓦特的蒸汽機轉速調節機構（見下圖）。其中包含了自動調節的幾個必要條件：
1、輸出執行機構有效控制被調量
2、被調量參與調節
3、調節參數可以修改（修改小球的重量或者擺干的長度）
而我們目前所看到的中國古代自動調節例子都不能全部符合上述特征。有的情況只是跟自動調節系統中某一個特點有些類似。嚴格的說，他們不能算得上自動調節機構。
1-2 指南車的可行性分析
指南車據說皇帝時候就有了。崔豹《古今注》卷上：“作司南車以示四方……”后來，有歷史記載的張衡、馬均、祖沖之等人都造出了指南車。黃帝時期的指南車是什么樣子的，沒有留下記載。后來所造的指南車都“追修古法”（《南齊書·祖沖之傳》），可是否跟黃帝時候的司南車原理一致，沒有詳細的記載不好下結論。歷代所造的指南車也都沒有留下圖紙。我們現在所說的指南車原理，都是自己想當然的設計。萬百五老師說指南車是采用擾動補償原理的方向開環自動調整系統，網絡上不知名作者說“指南車使用了差動齒輪裝置”都是根據記載想象出來的。沒有切實的依據的。
雖然如此，現代人不管根據什么原理，所復原的指南車，都有以下特征：
1、蓄力拖動
2、車輪轉動，車輪將轉動的角度傳給指南機構
3、齒輪傳動
4、機械制造
那么，所有這種原理的指南車存在如下問題：
1、指南車在行進過程中，不可避免的存在地面摩擦與輪軸傳動摩擦的矛盾。如果輪軸等一系列傳動摩擦大于車輪與地面摩擦的時候，就可能發生車輪停止轉動的情況。如果某一段地面較為光滑，就會發生指南車方向錯誤。
黃帝時期，即使算是青銅時代，克服傳動摩擦的水平也不會很高，所以在黃帝時期，這種原理的指南車不會太可靠。何況中國傳統上講，輪轂軸承一般都采用木制，摩擦力很大。方向誤差會更大。
而漢朝張衡以后，金屬制造工藝發展，這種原理的指南車會較為可靠。
2、馬車帶動指南車在野外快速行走的時候，會產生較大顛簸，一旦車輪一側騰空，車輪旋轉雖有慣性，但是還會使得該側車輪變慢甚至停轉。不管變慢還是停轉，都會使得指向誤差產生。
1-3沒有控制理論的世界
雖然說人——甚至連動物都是——從生下來就在掌握自動調節系統，并且在兒童時期就是一個自動調節系統的高手，可以應付很復雜的自動調節系統了，那么我們國家5000年的文明，就沒有發展出一條自動調節理論么？
很遺憾地告訴您，沒有。這個問題在本章的附文中，咱們會專門探討。
自動調節系統的理論，是針對工業過程的控制理論。以前我們國家沒有一個完整的工業結構，所以幾乎不可能發展出一條自動調節理論的。即使是工業化很早了的歐美，真正完整的自動控制理論的確立，也是很晚時期的事情了。
咱先把理論的事情放到一邊，先說說是誰先弄出一套真正的自動調節系統產品的吧。
咱大家都知道蒸汽機是瓦特發明的?？墒菍嶋H上在此之前還有人在鉆研蒸汽推動技術。不嫌累贅的話，咱羅列一下研究蒸汽推動的歷史。沒有興趣的可以隔過不看。1606年，意大利人波爾塔（公元1538—1615年）在他撰寫的《靈學三問》中，論述了如何利用蒸汽產生壓力，使水槽中的液位升高。還闡述了如何利用水蒸汽的凝結產生吸力，使液位下降。在此之后，1615年，法國斯科，1629年，意大利布蘭卡，1654年，德國發明家蓋里克，1680年，荷蘭物理學家惠更斯，法國物理學家帕潘，隨后的英國軍事工程師托瑪斯·沙弗瑞都先后進行了研究。這些研究僅僅是初步探索階段，還用不到自動調節。１７１２年英國人托瑪斯·紐考門（公元１６６３～１７２９年）發明了可以連續工作的實用蒸汽機?？墒菫槭裁次覀兌颊f蒸汽機是瓦特發明的，不說是紐考門發明的呢？因為他的蒸汽機沒有轉速控制系統，轉速不能控制的話，后果可想而知。紐考門的蒸汽機因為無法控制，最終不能應用。瓦特因為有了轉速控制系統，蒸汽機轉速可以穩定安全的被控制在合理范圍內，瓦特的名字就被寫到了教科書上。那么瓦特是怎么實現轉速控制的呢？
上圖就是瓦特的轉速控制的模型。蒸汽機的輸出軸通過幾個傳動部分，最終連接著兩個小球，連接小球的棍子的另一端固定。蒸汽機轉動的時候，傳動部分帶動兩個小球旋轉，小球因為離心力的原因張開，小球連桿帶動裝置控制放汽閥。如果轉速過快，小球張開就大，放汽閥就開大，進汽減少，轉速就降低。
可以看出，這是個正作用調節系統。雖然沒有任何電子元器件，可是它確確實實就是一個自動調節系統。雖然咱沒有資料表明它如何調節參數，可是咱可以想象影響調節參數的因素：小球的位置。小球越靠近連桿根部，抑制離心力的力量就越小，比例作用越大。
瓦特發明了蒸汽機，瓦特又發明了轉速控制系統？我總是懷疑，這不應該是一個人的功勞。一個人的能力再大，也不可能搞了這個又搞那個。很可能是一批人共同的成果，或者說，瓦特發明了主要的蒸汽機，其它的東西都寄到瓦特的名下了。不過史書里沒有說，咱就權且都當成瓦特一個人的發明吧。
從瓦特之后，工業革命的大門就打開了。我們記住了瓦特，一部分原因就是：他有了可靠的自動調節系統。否則，他的蒸汽機就沒有辦法控制，要么轉速過低，要么轉所過高造成危險事故。而瓦特之前的那些人的努力，
一切事物的發展都有著清晰的脈絡的，控制論也是這樣。直到20世紀中葉，工業控制首先要解決的，就是怎么能夠穩定的讓系統進行控制工作。所以科學家們更多考慮的，是控制系統的穩定性。
20世紀30~40年代，人們開始發現控制信息的重要。比較傳奇的故事，是講述一個叫做哈羅德.布萊克（Harold Black）的人。布萊克當時才29歲，電子工程專業畢業六年來，在西部電子公司工程部工作。西部電子公司我們知道的人不多，可是提起貝爾實驗室（Bell Labs）來，可能許多人都知道。在1925年，貝爾實驗室成立，這個工程部成為貝爾實驗室的核心。當時他在研究電子管放大器的失真和不穩定問題。怎樣控制放大器震蕩始終不好解決。1928年8月的一天，布萊克早上上班，可能是必須要坐輪渡。他坐在船上還在思索這個問題，突然靈感來臨，想到了抑制反饋的辦法，也許可以用犧牲一定的放大倍數來解決，
