图1 自衡对象PID控制效果示意图
从图1我们可以得到关于自衡对象比例积分控制的几个认识：
①最优参数情况下，控制回路做设定值阶跃变化时，过程变量应表现为：有超调无振荡而且过渡时间最短。这是鲁棒性和控制性能俱佳的最强PID控制作用。
②使闭环系统稳定的参数范围很大，寻找又稳又快的控制器参数是PID参数整定的难点和关键。
③从中间一行和中间一列的响应曲线可知，单一参数的翻倍或减半，自衡对象设定值阶跃响应都是稳定的，说明小幅度参数整定往往不奏效。
④从上面一行的响应曲线可以看出，如果比例作用太强，PID控制器输出都会表现出振荡特性。如果积分作用不太强的话，PID控制器输出和过程变量同相位振荡，如果积分作用也太强则振荡加剧。如果是比例作用太强引起的同相位振荡，仅仅简单地加大积分时间、减弱积分作用往往不能完全消除振荡。
⑤从中间一行的响应曲线可以看出，如果比例作用合适，太强的积分作用会造成控制器输出和过程变量的异相位振荡，如果积分作用太弱则会造成过程变量的拖尾现象。最优的积分作用和被控对象的动态特性密切相关。
⑥从下面一行的响应曲线可以看出，如果比例作用不强，积分作用在很大范围内都不会引起振荡。
⑦从左中响应曲线图([0.5TI，Kc))可以看出，如果是不太明显的异相位振荡，通过降低比例增益或者增加积分时间都可以减弱积分作用，让系统不振荡。因为积分作用的强弱和Kc/TI相关，所有减弱积分作用的参数整定都能达到消除异相位振荡的目的。但是正确的做法是降低积分作用，保持比例作用不变。所以我们可以看到左下响应曲线图([0.5TI，0.5Kc])的过渡时间要比中间响应曲线图([TI，Kc])的过渡时间长。
⑧从中下([TI，0.5Kc])和右下([2TI，0.5Kc])两个响应曲线图可以看到，设定值阶跃响应PID控制器输出没有任何超调，这是控制作用偏弱的表现，应该首先要增加比例增益，然后再判断是否需要减少积分时间。
⑨从右上角的四个响应曲线图可以发现如果比例作用足够强，PID控制器输出都会表现出超调的特性，哪怕是积分作用偏弱，例如右中响应曲线图([2TI，Kc])和右上响应曲线图([2TI，2Kc))的响应。当过程变量有超调无振荡时则积分作用比较合适。如果PID控制器输出重新缓慢上升到稳态，说明积分作用太弱。
