过程控制在1920年左右开始发展成为一门学科。引入自动控制的一个重要原因是大型连续工艺的出现。过程工业开始使用基于比例作用的连续反馈控制器。然而，存在稳态偏差的问题，需要手动更新比例控制器的偏置项。为了解决这个问题，引入了“自动复位”偏置的方法，后来成为积分模式。对于某些过程，还需要采取某种“预行动”(微分作用)。1939年，泰勒仪表推出了第一个通用的三参数PID控制器，不久之后其他控制制造商也推出了类似的产品。1942年，泰勒仪表公式的Ziegler 和Nichols发表了他们著名的论文“自动控制器的最佳设置”。这篇论文产生了巨大的影响，Z-N长期都是学术界和工业界用于系统PID整定的最常用规则。
PID控制器在很长一段时间内被学术界认为是过时的，直到1980年左右，Morari, Åström和他们的同事等才开发出改进的方法来取代1942年的Ziegler-Nichols整定规则。在PID控制器的研究上Åström大师做了大量的工作。但是Skogestad教授的团队关于PID整定的研究对笔者有更大的影响。“我研究的总体目标是开发简单而严格的方法来解决具有工程意义的问题”在这个理念下Skogestad教授发表了一篇《Probably the best simple PID tuning rules in the world》的文章，文章中提出了SIMC整定方法。和内模控制有联系可能是因为教授当年的博士导师是Manfred Morari。
一阶纯滞后自衡被控对象，根据闭环性能要求使用直接综合方法就可以得到PID控制器参数。这个结论1968年，EB Dahlin就提出了。但是还是有一些问题需要解决：①积分对象如何整定？②大时间常数的改进？③λ选择依据？④高阶对象如何处理？Skogestad团队的一系列研究解决了这些问题，这些工作是很强的理论支持，对Lambda整定方法的推广帮助很大。SIMC-PI整定方法如下：
被控对象模型
这个公式暗藏玄机。积分对象相当于τ→∞，同时k/τ变成一个恒值相当于
当τ=0时被控对象退化为纯滞后被控对象，对应的控制器为纯比例控制器。当τ非常小时被控对象可能是一个纯滞后主导对象对应的参数为小比例强积分。当τ非常大被控对象可能是一个时间常数主导对象理解成积分对象往往效果也不差，关键是比例作用要足够强。如果比例和积分的乘积太小系统会振荡这个原则也适用于积分对象。
积分对象和大时间常数的问题其实已经给出了解决方案。λ的选择呢？下图的分析说明λ等于纯滞后可以取得性能和鲁棒性的平衡。从图中可以看出ZN法在性能和鲁棒性的综合指标中略逊一筹。Lambda工程整定方法和Skogestad教授的SIMC-PI的方法是一样的，其实是因为看了教授的这个结论我们说的Lambda的积分对象才放弃了以前的公式改进成现在的样子。
纯滞后对象可以通过算法改进改善性能，但是纯滞后对象实际应用中并不多所以对SIMC-PI进行改进意义不大。虽然使用微分能带来性能和鲁棒性的改进，但是增加微分会显著增加整定的难度而且微分对噪声非常敏感，这些改进是以增加输入使用为代价的，以响应测量噪声、输出干扰和设定值变化。SIMC规则可能是最佳选择。Skogestad教授针对更复杂的模型通过使用有效纯滞后来近似其余的高阶动态来处理。
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◆记过程控制大咖Skogestad教授
