这种按比例控制偏差的规律称为比例控制，实现比例控制的仪表叫作比例调节器。比例调节器实际上就是个放大倍数可调的放大器，其输出为：
u=KP×e+u0 ........................公式(1)
公式(1)中KP为比例增益；e为调节器的输入，也就是测量值与给定值之差，又称为偏差；u0为在偏差为零时的初值。
从公式(1)可以看出，PID调节器的输出信号与输入信号成比例关系，而且调节器输出与输入的变化是同步的，即调节器的输出u与偏差e是一一对应的，要使调节器输出值发生变化，必定有偏差的存在，所以比例控制是一种有差控制，它会使系统存在静态误差，只有当偏差不为零时，调节器输出值才会发生变化，即比例调节器是利用偏差来实现控制的，它只能使被控量输出近似跟踪给定值。
我们在淋浴时，通常是把冷、热水阀开至中间位置，这样不论水温升高或降低，都有充裕的阀门开、关度来控制水温的变化，以保持合适的淋浴水温。同样的道理，在使用比例调节器时，也要考虑调节器的初始工作点。在克服外来干扰的影响时，要使调节器和执行器件有足够的控制余地，一般是选择调节器输出的中间值，或者调节阀的中间开度为初始工作点，称其为中点或基准点。
调节器大多采用比例带δ(或称比例度)来表示比例控制作用的强弱，它的物理意义是：当调节器输出做全范围变化时，被调参数变化了量程的百分之几。也可理解为被调参数变化和调节器输出变化成比例的范围。图1表示了不同比例带δ时调节器输出u与输入e的关系。超出此比例范围后，u与e不再成比例关系。
图1 比例带与输入和输出的关系
PID调节器对比例作用的表示方法采用比例增益或比例带来表示。比例增益是指：输出变化与偏差变化之比。比例带是指：PID调节器的偏差值占输出值变化的比例，可表示为：
..................................公式(2)公式(2)中x2-x1为输入偏差；u2-u1为调节器相应的输出变化；umax-umin为调节器输出的变化范围；xmax-xmin为调节器输入的变化范围即调节器的量程。
当u和e有相同的量纲时，umax-umin=xmax-xmin的关系成立，则：
.....................................公式(3)从公式(3)可看出比例增益和比例带互为倒数关系，对应关系如图2所示。即PID调节器的比例带越大，它的增益越小，它把偏差放大的能力越小，被控参数的曲线越平稳；调节器的比例带越小，它的增益越大，它把偏差放大的能力越大，被控参数的曲线越波动。
图2 比例增益和比例带的对应关系
PID调节器的比例参数设置是用比例增益还是比例带呢？从PID调节器说明书中可以看出，有的调节器对P(比例)的说明是：“显示比例的给定值P值越小，系统响应越慢；P值越大，系统响应越快。”说明该调节器比例参数设置用的是比例增益。而有的调节器对P(比例)的说明是：“显示比例带的给定值P值越小，系统响应越快；P值越大，系统响应越慢。”说明该调节器比例参数设置用的是比例带。使用调节器时要注意这一问题，避免参数整定时出现错误的调试。
比例作用是调节器的主要作用。在控制系统中，它能较快地克服干扰引起的被调参数的波动，并且克服干扰的能力还随着偏差的增大而增强。从公式(1)还可看出，在达到同样输出值u的情况下，比例增益KP大，偏差e就可以小些，即要使调节器的余差减小，可以增大比例增益KP的值。
比例带的选取对控制质量有很大影响。选择不当，系统会产生振荡：比例带越小，比例增益越大，过渡过程曲线越振荡；比例带越大，比例增益越小，过渡过程曲线越平缓，余差也越大。若被控对象的滞后较小、时间常数较大、放大系数较小时，调节器的比例带可以选得小一些，以提高系统的灵敏度，使反应快一些，可以得到较好的过渡过程曲线。被控对象的滞后较大、时间常数较小、放大系数较大时，调节器的比例带应选得大些，才能达到稳定的要求。比例调节器虽然简单，但应用得当是可以满足很多使用要求的。比例带的选择范围是：温度控制20%-60%，压力控制30%-70%，流量控制40%-100%，液位控制20%-80%。
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