pid調(diào)節(jié)器有幾個(gè)重要的功能：它提供反饋；具有通過(guò)積分作用消除穩(wěn)態(tài)偏移的能力；它可以通過(guò)微分作用預(yù)測(cè)未來(lái)。pid調(diào)節(jié)器對(duì)于許多控制問(wèn)題是足夠的，特別是當(dāng)過(guò)程動(dòng)態(tài)是良性的和性能要求是適度的。pid調(diào)節(jié)器在所有行業(yè)中都有大量存在。有許多不同的形式。在一個(gè)或幾個(gè)回路的盒子里有獨(dú)立的系統(tǒng)，每年制造成千上萬(wàn)個(gè)。pid控制是分布式控制系統(tǒng)的重要組成部分。調(diào)節(jié)器也嵌入在許多特殊用途的控制系統(tǒng)中。在中95%以上的控制回路是pid型的，大多數(shù)回路實(shí)際上是pi控制。pid控制的許多有用特性由于被認(rèn)為是商業(yè)機(jī)密而沒(méi)有被廣泛傳播。典型的例子是無(wú)擾模式切換和抗積分飽和技術(shù)。
pid控制常與邏輯、時(shí)序機(jī)、選擇器和簡(jiǎn)單的功能塊相結(jié)合，構(gòu)建用于能源生產(chǎn)、運(yùn)輸和制造的復(fù)雜自動(dòng)化系統(tǒng)。許多復(fù)雜的控制策略，如模型預(yù)測(cè)控制，也采用層次結(jié)構(gòu)來(lái)組織。層采用pid控制；多變量控制器將設(shè)定值給予較低級(jí)別的控制器。因此，pid調(diào)節(jié)器可以說(shuō)是控制工程的“面包和黃油”。它是每個(gè)控制工程師工具箱中的重要組成部分。
經(jīng)過(guò)電子管、晶體管、集成電路，pid調(diào)節(jié)器經(jīng)受住了從氣動(dòng)到微處理器等諸多技術(shù)變化的考驗(yàn)。微處理器對(duì)pid調(diào)節(jié)器產(chǎn)生了巨大的影響。實(shí)際上，今天所有的pid調(diào)節(jié)器都是基于微處理器。這就提供了提供額外功能的機(jī)會(huì)，比如自整定、增益調(diào)度和連續(xù)自適應(yīng)。這些領(lǐng)域的術(shù)語(yǔ)還不完善。在書本中，是指調(diào)節(jié)器參數(shù)根據(jù)操作人員或外部信號(hào)的需求自動(dòng)整定，而自適應(yīng)是指調(diào)節(jié)器的參數(shù)不斷更新。今天宣布的新的pid調(diào)節(jié)器有一些自整定的能力。整定和自適應(yīng)可以通過(guò)許多不同的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。事實(shí)上，簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)器已經(jīng)成為控制領(lǐng)域許多新思想的試驗(yàn)臺(tái)。
一大批儀器和工藝工程師熟悉pid控制。在安裝、整定和使用調(diào)節(jié)器方面有一個(gè)成熟的實(shí)踐。盡管如此，改進(jìn)pid控制仍有很大的潛力。這方面的證據(jù)可以在任何行業(yè)的控制室中找到。許多調(diào)節(jié)器處于手動(dòng)模式，而在那些處于自動(dòng)模式的調(diào)節(jié)器中，微分作用經(jīng)常被關(guān)閉，原因很簡(jiǎn)單，因?yàn)樗茈y正確地整定。性能差的關(guān)鍵原因是閥門和傳感器的設(shè)備問(wèn)題，以及糟糕的pid參數(shù)整定實(shí)踐。閥門的問(wèn)題包括通徑錯(cuò)誤、滯后和粘連。測(cè)量問(wèn)題包括：抗混疊濾波器差或沒(méi)有；“智能”傳感器過(guò)濾過(guò)度，噪音過(guò)大，校準(zhǔn)不當(dāng)?？梢宰龀鰧?shí)質(zhì)性的改進(jìn)。對(duì)改進(jìn)質(zhì)量的要求強(qiáng)調(diào)了改進(jìn)的激勵(lì)，這在iso9000等標(biāo)準(zhǔn)中得到了體現(xiàn)。知識(shí)和理解是提高控制回路性能的關(guān)鍵因素。需要有特定的工藝知識(shí)以及pid控制知識(shí)。
作者：馮少輝博士(現(xiàn)從事先進(jìn)控制工作，有一線十幾年工作經(jīng)歷，真正理論聯(lián)系實(shí)際的過(guò)程控制專家)