評估PID調節系統的品質，主要關注外部干擾下被控量偏離設定值的情況。若偏離后能快速平穩地回歸設定值，則視為良好表現。這一過程被稱為【過渡過程】。

PID參數整定法中提到：“理想曲線兩個波，前高后低4比1”，這一曲線實質上是PID調節系統品質的指標之一。

1.PID原理

圖中每個方塊代表控制系統的一個組成部分，揭示了系統各組成部分之間的相互影響關系。PID調節系統是一個具有負反饋的閉環系統。當受控量Y受到干擾導致升高時，反饋信號將超過給定值X，經過比較后，誤差信號e被放大并傳送至執行元件，控制器發出信號使執行元件動作，使得受控量下降，實現自動控制。

2.PID評估標準

衡量PID調節系統品質，主要關注外部干擾下，被控量偏離設定值的情況。若偏離后能快速平穩地回歸設定值，則被視為良好。一般認為圖中所示的過渡過程是佳的，并將其作為PID控制系統品質的指標。

選擇該曲線作為指標的原因是：

該曲線次回歸設定值速度較快，且后續偏離較小，經過幾次振蕩后穩定下來。定量分析顯示，個波峰的高度是第二個波峰高度的四倍，因此被稱為4:1衰減曲線。在PID參數整定時，能夠實現4:1衰減過渡過程被視為佳，此時的PID控制參數被稱為佳參數。

“理想曲線兩個波，前高后低4比1”指的即是圖中展示的過渡過程，即振蕩兩次后能夠穩定下來，并且在振蕩兩次后有接近4:1的衰減比，這被認為是佳的過渡過程。

3.評估過渡過程的指標包括：衰減比、余差、大偏差、過渡時間、振蕩周期和振蕩次數。

衰減比：指前后兩個峰值的比例，通常用n：1表示；

余差：指過渡過程結束時的殘余偏差，如示意圖中的C所示；

大偏差：即個波峰的高度，如示意圖中的A，有時也用超調量表示參數偏離程度；

過渡時間：是從干擾發生至參數重新建立新平衡狀態所經歷的時間段；

振蕩周期：是過渡過程從個波峰到第二個波峰的時間間隔；

振蕩次數：是在過渡時間內參數振蕩的次數。

4.系統的靜態與動態特性

系統的靜態特性是指當PID調節系統的設定值和干擾保持恒定時，系統處于一種相對平衡狀態，被控量不隨時間變化。在這種狀態下，測量元件、放大調節元件和執行元件均保持靜止，因此系統的輸出信號也保持相對靜態。

系統的動態特性是指從干擾發生到系統重新達到平衡的過程中，整個系統的各個環節和參數都處于變化之中。干擾的作用打破了原有的平衡狀態，導致被控量發生變化。PID調節器隨即調整參數以抵消擾動的影響，并致力于恢復系統的平衡狀態。

過渡過程指的是PID調節系統在動態時被控量不斷變化的過程。這個過程隨著時間推移，系統從一個平衡狀態向另一個平衡狀態過渡，同時不斷克服干擾的影響。