雖然PID控制系統(tǒng)是作為線性系統(tǒng)來分析處理的，但在某些情況下往往存在不可避免的非線性因素，DAC7631E如所有的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥門以及D/A轉(zhuǎn)換輸出都有限幅，具有上下限的限制�？刂�系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，控制量輸出是一個(gè)動態(tài)過程（不是與當(dāng)前的被控量一一對應(yīng)的），有時(shí)不可避免地使控制輸出達(dá)到系統(tǒng)的限幅值。這時(shí)的執(zhí)行器將保持在極限位置而與過程變量無關(guān)，相當(dāng)于控制系統(tǒng)處于開環(huán)狀態(tài)。此時(shí)，若控制器具有積努作用，輸入偏差的存在可能導(dǎo)致持續(xù)積分，積分項(xiàng)可能會進(jìn)一步使PID計(jì)算的控制輸出超出系統(tǒng)的限幅值。當(dāng)偏差反向時(shí)，系統(tǒng)需要很長的時(shí)間才能使積分作用返回有效的正常值。這一現(xiàn)象稱為積分飽和，積分飽和現(xiàn)象會使控制系統(tǒng)的品質(zhì)變差。

   從上面積分飽和現(xiàn)象的分析，很容易得到一種簡單的抗積分飽和的辦法，即當(dāng)出現(xiàn)積分飽和時(shí)，通過停止積分作用的方法來抑制積分的飽和。具體的辦法是，當(dāng)控制輸出達(dá)到系統(tǒng)的上、下限幅值時(shí)，停止對某一方向的積分。設(shè)控制器輸出滿足“。i�！躆（后）≤Umax，其中Ll,max和u。m分別為控制量容許的上、下限值，當(dāng)u（k）超出此范圍時(shí)，采取停止積分的措施。以采用正作用的PID控制為例，若“（南）≥ll,max，且e（局）>0，則令積分增益K=0停止積分，防止計(jì)算控制量u的繼續(xù)增加；類似地，若I（矗）≤Il,max，且e（后）<0，同樣積分增益Ki=0停止積分，防止計(jì)算控制量u的繼續(xù)減小。當(dāng)然，在要求不高時(shí)，也可以不考慮偏差e（矗）的方向，只要達(dá)到控制量容許的上、下限值，就停止積分。

   這里要特別注意，是否采取抗積分飽和措施的關(guān)鍵是判斷控制系統(tǒng)最終的控制輸出是否超出了系統(tǒng)要求的限幅值。在串級控制系統(tǒng)中積分飽和現(xiàn)象有時(shí)非常嚴(yán)重，這時(shí)控制最后的輸出是副調(diào)節(jié)器的輸出，當(dāng)它已達(dá)到了執(zhí)行機(jī)構(gòu)容許的上、下限值時(shí)，不僅副調(diào)節(jié)器要采取抗積分飽和措施，更重要的是主調(diào)節(jié)器要抗積分飽和，例如在火電廠主蒸汽溫度的串級控制中，一般主調(diào)節(jié)器就必須采取抗積分飽和的算法。

   從形式上看，盡管積分分離算法和抗積分飽和算法都是通過停止積分作用實(shí)現(xiàn)的，但它們判斷停止積分的條件完全不同。積分分離算法進(jìn)行分離的依據(jù)是PID控制器的輸入偏差e，而抗積分飽和算法的抗積分飽和依據(jù)是抗積分飽和算法系統(tǒng)最終的控制輸出量u。如果用一句通俗簡單的話來總結(jié)積分分離算法和抗積分飽和算法的特點(diǎn)，就是“大偏差時(shí)不積分（積分分離），輸出超限時(shí)也不積分（抗飽和）”。