PID是基于偏差的當前值、歷史值和未來值三項組合的線性控制器。這個由手動控制經驗發展而來的控制器經歷了百年的考驗,至今仍然占據了過程控制的95%以上的應用。過程被控對象的特性往往具有非線性和不確定性,一個線性的PID控制器為什么能長盛不衰呢?因為在反饋系統框架內,即使被控對象非常復雜使用線性控制器仍可以取得滿意的控制性能。既簡單符合人類的直覺又能滿足控制性能要求所以PID控制器是首選控制算法。
反饋系統的控制器根據被控制量與控制目標的誤差來對控制手段進行調節,使被控制量向控制目標逼近。反饋被廣泛地應用于自然和技術系統中。在工程中,反饋的應用往往帶來系統能力的巨大改進。反饋系統是兩個有因果關系的系統,第一個系統影響第二個系統,然后第二個系統的輸出反過來影響第一個系統。這些互為因果的循環論證帶來了整個系統特性的顯著改進。反饋控制系統可以提供控制作用補償干擾的影響使系統回到設定值從而減少干擾的影響,閉環系統可以在更大干擾情況下保持穩定。反饋控制系統可以一起改變閉環系統的特性,使不穩定系統的系統穩定,提升系統的響應速度等。通過反饋控制系統使用精度不太高的組件可以實現高精度的控制。
在過程控制中被控對象的不確定性始終存在,嚴格依賴于模型準確性的控制算法都很難長時間使用。PID雖然基于對象模型參數可以取得的最優閉環性能可能比其他算法稍遜,但是甚至當對象模型單一參數變化1倍時PID控制的閉環性能仍變化不大。滿足閉環控制要求又高魯棒性符合直觀所以說PID神通廣大。
作者:馮少輝博士(現從事先進控制工作,有一線十幾年工作經歷,真正理論聯系實際的過程控制專家)
共有訪客發表了評論
網友評論