对于基本积分电路,用Z1和Zf代替电阻和电容。在复频域中,应用拉氏变换,将Z1和Zf写成运算阻抗的形式Z1(s)、Zf(s),其中s为复频率变量,输出电压的表达式可以写成
改变Z1(s)和Zf(s)的形式,可以实现各种不同的数学运算。对于图1a所示的电路,其传递函数为
上式括号内第一、二两项表示比例运算;第三项表示积分运算,因 表示积分;第四项表示微分运算,因 。图2b表示在输入阶跃信号情况下,输出电压的波形。
在自动控制系统中,比例-积分-微分运算经常用来组成 PID调节器。在常规调节中,比例运算、积分运算常用来提高调节精度,而微分运算则用来加速过渡过程。