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针对传统的PID柴油机冷却水温控制系统的控制精度较低稳定性差的现状，设计了一种改进的PID柴油机水温控制系统。该系统将积分分离PID继电自整定控制算法引入传统的柴油机水温控制系统中，在被控量与设定值偏差较大时取消积分作用，避免了由于积分作用造成的系统稳定性降低，超调量增大。应用结果表明，改进的PID控制器能在闭环状态下整定参数，降低控制系统的超调量，使系统的控制精度和稳定性得到显著提高。