傳統(tǒng)觀點上,會把PID回路整定整定方法看作一個單入單出的孤立單回路,這樣整定方法就會只關(guān)注被控對象對象本身。對被控對象進行精確建模后,合適的PID參數(shù)是能夠直接計算出來的。從這個觀點出發(fā),被控對象的測試與建模方法就是PID回路整定的關(guān)鍵。
如果都是這些技術(shù)問題,按道理PID回路自整定應(yīng)該是可以實現(xiàn)的。實際上,盡管PID在工業(yè)應(yīng)用已經(jīng)有100年了,而且很多都是兩參數(shù)的PI控制。即便這樣,PID控制在工業(yè)上的應(yīng)用仍然有各種各樣的問題。普遍上,各家公司的PID自整定軟件的應(yīng)用效果也都不盡如人意,這說明PID回路整定方法的方向可能有問題。
據(jù)統(tǒng)計,到目前為止已經(jīng)提出了超過1700條PID控制器的整定規(guī)則。它們中的大多數(shù)都是基于相當(dāng)簡單的整定試驗,幾乎所有工程師和操作人員都應(yīng)該很容易學(xué)習(xí)。但是實際上,工廠最流行的還是試湊整定方法。如果真的是PID參數(shù)問題,知道PID的邊界不犯錯誤,試湊一般也能取得差不多的效果,如果不是PID參數(shù)問題,使用任何整定方法也沒有用。這也算是對試湊整定方法流行的一種解釋。
在流程工業(yè),97%以上的控制回路都使用PID控制算法,但是PID參數(shù)整定不僅僅是一個數(shù)學(xué)優(yōu)化問題,PID控制,本質(zhì)上是對具體物理系統(tǒng)的干預(yù)和引導(dǎo),在一個多操縱手段互相影響的復(fù)雜裝置上,PID整定是一個需要系統(tǒng)觀的工程藝術(shù)。
在一個多個PID控制回路共同作用的復(fù)雜裝置,要以一個更系統(tǒng)、更全面、更宏觀的觀點進行PID回路整定,可能才是解決問題的關(guān)鍵。在控制優(yōu)化過程中,問題不僅僅在PID參數(shù),組態(tài)、參數(shù)、方案、設(shè)備都可能是根因。學(xué)習(xí)PID整定方法是為了理解PID的能力,提高參數(shù)整定的科學(xué)性,但是真正解決控制回路問題,必須要有系統(tǒng)觀,尊重系統(tǒng)的第一性原理,理解問題本質(zhì),才能有的放矢解決問題,而不僅僅是PID參數(shù)整定。PID及其整定方法、先進控制、人工智能都是工具,工具不是解決問題本身,也不應(yīng)該和黑屏、零手動、自主運行這類結(jié)果劃等號。
掌握系統(tǒng)觀的PID參數(shù)整定方法,提高認(rèn)知才能更好進行控制優(yōu)化。
作者:馮少輝博士
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