死时间阻碍了过程控制

死期是指控制工作的应用和它对过程变量的第一次可见效果之间的间隔。在执行器和传感器之间存在传输延迟的过程中，死时间是最常见的，例如水通过浴室的管道从热水阀流向淋浴喷头。增加通过管道的流速不会对淋浴温度产生影响，直到热水穿过管道的长度。

在这个熟悉的控制系统中，洗澡者通过调节热水阀来控制淋浴温度。但是因为热水必须经过距离D才能到达他的皮肤，洗澡者不能瞬间改变淋浴温度。在流量的变化导致淋浴温度发生哪怕是最轻微的变化之前，死时间必须经过。洗澡者在操作不熟悉的阀门时必须有耐心，或者有足够的经验，提前知道阀门应该打开多远才能达到预期的效果。

浴器充当这样一个进程的控制器。它们感知淋浴水的温度，并根据需要操纵热水阀，以满足舒适的目标。游泳者试图尽快达到预期的水温，但必须等到死时间过去，他们的控制才能达到预期的效果。

死时间是一个特别难以克服的问题，因为控制器无法比死时间更快地影响进程变量。一个控制者期望从以前的控制努力中立即看到结果，将不可避免地得出结论，认为这些努力是无效的。它将继续采取更积极的控制措施，直到过程变量开始改变。

但到那时，就太晚了。所有应用到这一点上的控制动作都已经在过程中产生了累积效应，通常弊大于利。在淋浴的例子中，一个不耐烦的洗澡者可能最终被烫伤。

De-tuning

处理死时间要求控制者要么有耐心，要么有先见之明。控制器可以让它的控制移动非常缓慢，然后等待每一个结果变得明显，或者如果它对进程的行为有高级知识，它可以做出它知道最终会产生预期效果的控制移动。

比例-积分-微分(PID)控制器可以通过选择相对较小的整定参数来限制控制器的努力大小，从而赋予其耐心。最简单的方法是使调优参数的值与死时间成反比。这种去调优策略已经被纳入到几乎所有的经典调优规则中，包括由John Ziegler和Nathaniel Nichols在1942年提出的著名的集(参见“Ziegler-Nichols方法促进循环调优”，控制工程， 1998年8月)。

史密斯预测器

1957年，奥托·史密斯(Otto Smith)提出了一个更复杂的解决死时间问题的方案(参见“史密斯预测器:工艺工程师的水晶球”，控制工程， 1996年5月)。史密斯演示了如何使用该过程的数学模型来赋予控制器先见之明，从而生成正确的控制动作，而不必等待每个动作的结果。

在淋浴的例子中，这将相当于一个沐浴者在他或她的家庭淋浴。根据经验，每个人通常都知道要把热水阀打开多远才能达到理想的淋浴温度。一旦采取了这样一个精心策划的控制措施，预期的结果出现只是时间问题。

不熟悉淋浴的洗澡者必须采取更谨慎的方法，像调节器一样慢慢打开阀门。所谓的Smith Predictor方法通常比去调优策略提供更好的性能，但是更难实现，并且需要对流程行为的精确定量知识。

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