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都懂微积分,很多人做PID参数整定仍有难度

2024/4/18 15:46:34 分类:过程控制 
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新书《PID参数整定与复杂控制》涉及的过程控制内容,理解起来并不容易。如果容易,这些过程控制问题早就解决了,不会成为普遍问题。

PID参数整定研究既需要理论基础,又需要工程的视角和经验。这件事情其实非常复杂。以前没有讲清楚可能是因为有人清楚但是没有讲,也可能是讲了但是工业界不了解,更可能是同时具备理论与实践,并关注PID参数整定的人很少。

PID参数整定与复杂控制

通过PID能力和Lambda整定的频域分析和ZN整定方法的比较,大家对Lambda整定方法又有了新的认识。如果一个整定方法只给出经验公式,不做理论的分析,这个整定方法,学术界不理解,整定方法的适用边界,也不清晰。只讲自己的算法或方法如何如何好,不做理论分析基本上没有意义!


例如ZN整定方法虽然长期流行,并一直被认为其追求的是:最强抗扰的1/4衰减振动,但是实际上大纯滞后被控对象时,ZN整定方法提供的比例作用和积分作用都太弱了,根本实现不了衰减振荡。而且ZN整定方法中,闭环方法和开环方法的内在联系从来没有人提及。历史虽有历史的条件限制,但事情本身就是事情本身,在本质的路上,对就是对,错就是错,合理就是合理,不合理就是不合理。不能因为它在历史上有作用贡献或者受限历史条件,错的就要说成对的,或者企图去掩盖。对错是对错,理解归理解。


但是给工程师讲传递函数和频域分析,由于需要更多的基础,往往不得人心。虽然每多一个公式读者会少一半,在文章《详解Lambda整定方法推导》还是有50多个公式。虽然讲传递函数和频域分析有助于睡眠,理解起来的确有难度。


为了方便非自动化专业的读者理解,《PID参数整定与复杂控制》正文中的公式很简单、而且都是容易理解的微积分形式。即使有专业概念例如自衡与积分、时间常数与纯滞后也尽量用图形的方式介绍给读者。这都是为了降低知识难度,便于读者理解。即使如此,责任编辑傅老师也说自己不懂这个专业。虽然作者感觉难度已经很低了,但是一定有人认识每一个字,但是还是不知道书里在说什么。即使是Lambda工程整定,把PID参数整定的难度从登天降低到登山,但是自己不能知行合一、学以致用,不去花点时间研究,提高自己的认知水平和思维方式,恐怕还是会入宝山而空归。书里也有作者很多经验和知识点,结合具体工作会体会更深。“书读百遍,其义自见”。把知识内化成自己的能力,不仅仅需要学习还需要实践和输出。


把Lambda工程整定方法,不仅理论和原理研究清楚,也要用工程师语言表述清楚,否则工业界很难接受,这也是基于响应曲线完成辨识和整定公式化的初衷。我在尽量的简化方法、降低难度,但是还是那就话,如果这么简单,早就解决了。


做项目一般都包括知识转移,也包括的PID参数整定。有人问:“如何保证效果”。简化方法、降低难度,知无不言、倾囊相授的决心也有,宣传推广PID整定科学理念,大家也在努力。但是实际情况是很多时候“教有所得,考无所成”,通过“正确的做事”来“做正确的事”,你的理解和能力都有了很大的进步,但是“把事做正确”不仅仅需要自身的努力,也需要大家的努力。“知易行难”和“知难行易”同时存在,知道知识容易,但是解决问题并不容易;理解工艺本质需求难,但是理解后控制方案往往很容易。


解决问题需要决心和勇气,还需要知识和经验。“道阻其长,行则将至;行而不辍,未来可期。”还是希望更多的人能关注装置的操作和报警,更多的人通过PID参数整定和复杂控制,解决装置的过程控制问题,更多的人多做对提高自动化水平有意义的事情!

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