我們?cè)O(shè)想在高速公路收費(fèi)站停止的汽車(chē)，從0加速到達(dá)目標(biāo)速度80km/h的駕駛過(guò)程。首先，從0到80km/h的目標(biāo)差(控制上稱為偏差)很大，所以油門(mén)被踩到底(加大輸出)。像這樣與目標(biāo)的偏差大小成比例的操作相當(dāng)于比例控制(P)。當(dāng)汽車(chē)加速并接近80km/h 時(shí)，感覺(jué)到如果繼續(xù)加油就會(huì)超過(guò)80km/h時(shí)，做出松開(kāi)油門(mén)的操作。像這樣對(duì)速度變化的操作，相當(dāng)于微分控制(D)。最后，為了將行駛速度維持在剛好80km/h，通過(guò)微調(diào)整油門(mén)以消除細(xì)微的速度差。像這樣消除與目標(biāo)速度的差異(偏差)的操作相當(dāng)于積分控制(I)。
接下來(lái)，我們?cè)O(shè)想以80km/h速度駕駛時(shí)遇到上坡的情況。如果在上坡時(shí)保持之前的油門(mén)控制量的話，車(chē)速將逐漸減慢。駕駛員感覺(jué)到速度的變化，為了保持車(chē)速而加大油門(mén)。此時(shí)的操作也是抑制速度變化的動(dòng)作，相當(dāng)于微分控制(D)。當(dāng)然，由于產(chǎn)生了與目標(biāo)速度的差(偏差)，
為了消除速度差相當(dāng)于同時(shí)也進(jìn)行了積分控制(I)。但是為了使車(chē)速更快恢復(fù)，相較于積分控制(I)，微分控制(D)的作用更大。
最后，我們解讀比例控制的另外一個(gè)作用-決定控制整體的能力(控制增益)。無(wú)論駕駛的是最高速度為150km/h的轎車(chē)，還是速度可以達(dá)到300km/h的跑車(chē)，我們都可以做到示例那樣的行駛。這是因?yàn)槲覀冊(cè)诓恢挥X(jué)中對(duì)根據(jù)油門(mén)控制量變化所引起的車(chē)速變化進(jìn)行判斷，從而采取了適當(dāng)?shù)牟僮鳌?/span>
假設(shè)轎車(chē)和跑車(chē)的油門(mén)控制量相同，則在此情況下，跑車(chē)達(dá)到的車(chē)速比轎車(chē)快(在本例中跑車(chē)的速度是轎車(chē)的兩倍)?？紤]到控制的對(duì)象為汽車(chē)，跑車(chē)的加速能力(控制上稱為過(guò)程增益)高于轎車(chē)。當(dāng)要改變控制增益大的跑車(chē)速度時(shí)，踩下的油門(mén)控制量(輸出量)必須小于轎車(chē)的踩下油門(mén)控制量，這樣才能使兩臺(tái)車(chē)的速度相同。
要想改變控制對(duì)象的響應(yīng)(本例為車(chē)速)，必須提供控制輸出(油門(mén)控制量)，這兩者的比值稱為控制增益。要想讓跑車(chē)的速度變化和轎車(chē)一樣大，跑車(chē)油門(mén)的變化量必須小于轎車(chē)油門(mén)的變化量。因此，駕駛跑車(chē)時(shí)的控制增益低于轎車(chē)的控制增益。在PID控制中，控制增益是通過(guò)設(shè)置的比例帶來(lái)決定的。比例帶越窄，控制增益越大，比例帶越寬，控制增益越小。像這樣比例控制也具有決定被控制對(duì)象的整個(gè)控制增益的作用。
我們解說(shuō)了兩個(gè)駕駛例子，一個(gè)是以恒定速度駕駛的“對(duì)目標(biāo)值變化的控制”，另一個(gè)是在斜坡上駕駛的“對(duì)干擾抑制的控制”。大部分控制通常是這兩種控制，都使用PID控制。即使我們不知道PID控制，一樣能駕駛汽車(chē)。在駕駛中進(jìn)行的操作與PID控制有著相同的原理，我們?cè)诓恢挥X(jué)中利用著PID控制。PID控制就在我們身邊。
