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与PID相关的五个问题答疑

2024/1/14 2:16:35 分类:过程控制 
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1、PID行不行?
在人造系统的过程控制领域,强因果关系单变量控制PID一定行,PID是过程控制的普适控制算法。多变量协调约束优化如果设计精妙PID也可能行。一般说多花钱都会有收获但是越简单的方案往往越有生命力。

2、PID整定难不难?

从三任意看,PID适用于任意时间常数、任意切割和任何自衡过程。按照一定原则总能找到一组能实现平稳控制的PID参数,所以PID整定不难。但是当闭环的极致性能要求和被控对象特性冲突时,往往非常精细的进行整定也不能达到要求。这个时候工程上要想想其他办法,例如串级和前馈。知道参数的边界,随心所欲不逾矩,PID整定不难。

3、PID能不能自整定?

当是PID参数问题时整定并不难,不需要自整定也能搞定。当不是参数问题时根因可能在设备和方案,自整定也很难搞定。整定不难控制不易,这也是几十年努力后过程控制自整定还是没有普及的原因。在一些设备上例如调节阀定位器、加热炉等确定性因果关系中使用自整定或者变增益的自适应PID是有很多成功案例的。

4、自控率高就是自动化水平高?

自控率反映了已设计控制回路的投用情况。如果控制回路设计充分,能够消耗掉装置的所有自由度,实现了装置的零手动操作,则自控率高就是自动化水平高。可惜在实际装置上缺少很多强因果关系的自动控制。就算是自动化水平很高人员的干预很少,还要认识到设定值和阀位也是自由度,也有优化空间。在生产运营中,应当把任何人员干预看作痛点都应该自动化运行。越是高频的操作自动化越应该自动化。

5、先进控制比PID先进吗?

PID是为了解决单变量强因果关系的控制问题。通过结构改进也能解决部分比较简单的多变量协调约束优化问题。但是多变量的控制方案设计一直是过程控制艺术性最强的部分,这增加了对工程师的技能要求。而借助先进控制再依靠知识和经验这个问题可以优雅地实现。过去很难或很繁杂的过程控制问题使用先进控制后实现起来更容易和简便,降低了实施难度扩展了实施队伍。这听起来如此矛盾是因为大家对多变量约束控制方案设计的实施成本和技术难度认识严重不足。先进控制是为了低成本统一规范解决多变量控制问题而发明的。所以先进控制和PID侧重点不同,而且先进控制通过底层PID控制可以显著降低方案设计难度,改进控制性能。

作者:冯少辉博士

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