在自動(dòng)控制中選擇什么控制規(guī)律，是與被控對(duì)象的放大系數(shù)K（又稱(chēng)為靜態(tài)特性）、時(shí)間常數(shù)T、滯后時(shí)間τ（又稱(chēng)為動(dòng)態(tài)特性）特性有關(guān)。就是說(shuō)要看被控對(duì)象是不是容易控制?控制起來(lái)是否遲鈍?昌暉儀表建議大家根據(jù)被控對(duì)象的放大系數(shù)K、時(shí)間常數(shù)T和滯后時(shí)間τ這些特性來(lái)選擇PID調(diào)節(jié)器和控制方案。而且對(duì)測(cè)量元件及變送、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特性亦可用上述的三個(gè)特性參數(shù)來(lái)表示。
1、對(duì)于壓力對(duì)象，大多是單容的，其時(shí)間常數(shù)不算太大、反應(yīng)比較快，控制起來(lái)較容易，一般不用微分作用；相反當(dāng)因壓力對(duì)象太靈敏而產(chǎn)生振蕩時(shí)、則可用反微分作用來(lái)將參數(shù)控制得平穩(wěn)些。
2、對(duì)于流量對(duì)象，其大多是一段管道，容量很小、反應(yīng)迅速；在生產(chǎn)中有的被控對(duì)象是流量，但實(shí)際被控參數(shù)是壓力，如泵和空壓機(jī)等。
3、對(duì)于液位對(duì)象，實(shí)質(zhì)是由于物料流入與流出量不相等，即物料不平衡，通過(guò)控制來(lái)解決物料平衡問(wèn)題。其變化較快、滯后較小，而時(shí)間常數(shù)與液位面積有關(guān)。
4、對(duì)于溫度對(duì)象，其時(shí)間常數(shù)大，滯后現(xiàn)象嚴(yán)重（滯后與熱量傳遞的過(guò)程有關(guān)）。
5、對(duì)于成分分析，其取樣、轉(zhuǎn)換過(guò)程反應(yīng)較慢，反應(yīng)滯后
以上五種控制系統(tǒng)中，各對(duì)象的特性大致如下：
1、壓力對(duì)象 τ不大，T也不大；
2、流量對(duì)象 τ與T都較小，約數(shù)秒至數(shù)十秒；
3、液位對(duì)象 τ很小，T稍大；
4、溫度對(duì)象 τ與T都較大，約為數(shù)分鐘至數(shù)十分鐘；
5、成分對(duì)象 τ與T都較大。
微分作用主要是用來(lái)克服被控對(duì)象的滯后。常用于容量滯后較大，純滯后不太大但又不允許有余差的對(duì)象，如溫度控制系統(tǒng)等場(chǎng)合。對(duì)于滯后大的系統(tǒng)，除采用微分作用外，在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)還要注意到測(cè)量和傳送的滯后問(wèn)題，如溫度測(cè)量元件的選擇和安裝位置；氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)的氣動(dòng)管線內(nèi)徑和長(zhǎng)度；成分分析的轉(zhuǎn)換和采樣滯后等。
為了認(rèn)識(shí)微分作用，先來(lái)看看手動(dòng)操作過(guò)程，假設(shè)有一工藝參數(shù)在變化，操作工發(fā)現(xiàn)這個(gè)參數(shù)上升較快，估計(jì)很快就會(huì)有比較大的偏差，這時(shí)，操作工就會(huì)多開(kāi)大閥門(mén)來(lái)克服這個(gè)預(yù)期的偏差了這種估計(jì)及提前開(kāi)大閥門(mén)的超前行為，就是微分動(dòng)作。微分作用就是模仿了操作工的這一操作，因此有人又稱(chēng)微分作用為“超前調(diào)節(jié)”。
微分作用的輸出變化與微分時(shí)間和偏差變化的速度成比例，而與偏差的大小無(wú)關(guān)，偏差變化的速度越大，微分時(shí)間越長(zhǎng)，則微分作用的輸出變化越大。但要看到，微分作用主要是用來(lái)克服被控對(duì)象的慣性滯后和容量滯后，但不能克服純滯后。
單純的微分器具有比例和微分兩個(gè)作用，且比例度恒定不變，這是無(wú)法用于生產(chǎn)實(shí)際的，因?yàn)楸壤饔玫拇笮?duì)控制質(zhì)量的影響很大，要求比例度是可改變的，因此微分作用通常都是與比例、積分作用合用，組成比例積分微分（PID）三作用調(diào)節(jié)器。
