1、臨界震蕩過程
控制系統在外界干擾作用后，不能恢復到穩定的平衡狀態，而出現一種既不衰減，也不發散的等幅振蕩過程，這樣的過渡過程就稱為臨界振蕩過程，如圖1所示。我們在臨界比例度法整定中，首先需要得到的就是臨界參數，即在臨界狀態下，被控量y來回振蕩一次所用時間，稱為臨界周期Tk；被調參數處于臨界狀態時的比例度，稱為臨界比例度δk。
圖1 臨界振蕩過程示意圖
用臨界比例度法整定PID參數時，要在純比例作用下，在控制系統中由大到小的改變調節器的比例度，來誘發出過程控制回路中的等幅振蕩，得到如圖1所示的臨界振蕩過程，以得到我們所需要的臨界比例度δk和臨界周期Tk的數值。然后再根據經驗公式，計算出調節器各參時間數的具體數值。
2、臨界比例度法整定口訣
臨界整定應用多，純P運轉減參數；
等幅振蕩出現時，δk值Tk值為臨界；
按照公式乘系數，P、I、D序不能錯；
靜觀運行勤調整，細心尋求最佳值。
3、臨界比例度法整定步驟
云南昌暉儀表制造有限公司結合口訣介紹臨界比例度法的整定步驟。
①先把積分時間放至最大微分時間放至零，比例度放至較大的適當值。“純P轉減參數”，就是使控制系統按純比例作用的方式投入運行。然后慢慢地減少比例度，在外界干擾的作用下，細心觀察調節器的輸出信號和被調參數的變化情況；如果控制過程的曲線波動是衰減的，則把比例度繼續調小，如果控制過程的曲線波動是發散的，則應把比例度調大些，直到曲線波動呈等幅振蕩為止，以此得到臨界振蕩過程，從而得到臨界比例度δk和臨界周期Tk值。即口訣說的“等幅振蕩出現時，δk值Tk值為臨界”。
②“按照公式乘系數”即根據得到的δk和Tk值按表1臨界比例度法參數計算公式表，來計算調節器的各參數值。
表1 臨界比例度法參數計算公式表
調節規律 比例度δ/% 積分時間Ti/min 微分時間Td/min
P 2δk
PI 2.3δk 0.85Tk
PID 1.78δk 0.5Tk 0.125Tk
③求得具體的數值后，將比例度調在比計算數值大一些的刻度上，然后把積分時間放至計算值上，然后從大到小地調整積分時間，最后把微分時間放至計算值上，從小到大地調整微分時間。這樣的調整次序就是口訣中的“PID序不能錯”。
④最后把比例度減小到計算值上，通過觀察曲線，也就是“靜觀運行勤調整，細心尋求最佳值”。即適當地進行各參數的微調，以達到滿意的控制效果。
4、臨界比例度法整定PID參數注意事項
①臨界比例度很小時將近似于位式控制，這時應注意并觀察調節閥門的開、關狀態，因為調節閥一會全開，一會全關這對生產是不利的，如燃油鍋爐熄火可能會導致爆炸事故的發生。這樣的場合盡量把比例度調大一點，而且在尋找臨界狀態時，要格外小心。否則只有改用其他整定方法。
②工藝對生產參數有嚴格要求時，如果被調參數出現等幅振蕩，可能會影響到生產或安全。這樣的對象最好改用其他的整定方法。
③有的對象在整定中，可能會遇到系統臨界比例度很小，已把比例度調至10%以下了，但還是不出現臨界狀態，這時，可采取在5%-10%之內選定一個比例度作為δk的參考值，來進行整定。
④觀察臨界振蕩過程曲線用DCS操作站的顯示是很方便的，對于沒有使用DCS的場合，可使用無紙記錄儀的記錄曲線。可采取縮小儀表量程，減小無紙記錄儀記錄間隔，讀取多個周期求平均值的方法，如圖1中用3Tk來提高臨界振蕩過程曲線數值的準確性。
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