PID响应设计

在早年的生活中，我负责监督一个控制系统的调试，该系统是我们公司生产的一个更大的烟气调节包的一部分。我和系统集成商一起在现场，我们用它来配置控制器。客户希望我们调整主控制回路，但积分商说，部分过程超出了他的供应范围。他不想做任何循环调优，不可能，不可能。考虑到整个项目进展不顺利，我提出了这个要求，他告诉我循环行为需要根据流程进行调整，他不打算这么做。最终，经过一番讨价还价，客户让步了，并进行了调优。

那时，我并没有完全理解这次讨论的实质。循环要么起作用，要么不起作用，对吧?最终，我明白了系统响应的方式必须适合于应用程序。当我们写关于PID控制主题的文章时控制工程在美国，我们必须尽可能地接近这些微妙之处。通常当Vance VanDoren讨论循环调优时，他是在设定值变化的背景下进行的，而不是对破坏进行补偿。这是经过深思熟虑的，Vance和我讨论过，调优设定值变化的方式可能与控制器对扰动的响应方式大不相同。这个话题肯定会成为这几个月里一篇专题文章的基础。

在那之前，这里有一个关于这个主题的简短讨论，可能会引起你的思考。页面下方有三对带有过程变量和设定值的图表。每一对(左和右)都说明了一个特定的调优策略如何响应一个设定值变化(左)和一个类似量级的扰动(右)。图的上半部分显示变量正在做什么，下半部分显示控制器输出。每个场景都说明了相同量级的变化，但采用了不同的补偿方法。

积极的PI控制，设定值跟踪	积极的PI控制，负载响应
适度PI控制，定点跟踪	适度的PI控制，负载响应
积极的I-PD控制，定点跟踪	积极的I-PD控制，负载响应

这些图表是Bob Rice寄来的，他是解决方案工程的主管控制站．他的解释如下:

“负载(干扰/扰动)响应和设定点响应之间的主要区别在于最终用户通常试图实现的目标。在大多数情况下，试图获得良好设定点响应的用户都在寻找快速但流畅的响应，这通常来自使用不那么激进的调优参数。如果用户试图拒绝干扰，那么他们将使用更积极的调优来获得更快的响应。因此，它们充其量是相互冲突的控制目标。你不可能既快速又有反应，同时又流畅，几乎没有超调。使用典型的pid类型控制器对设定点跟踪和负载拒绝进行调优时，总是需要权衡。有一种' i - pd '类型的控制器，它是一种'测量比例'方法和'误差比例'方法，可以在积极的pi控制下提高设定点跟踪响应。”

-Peter Welander，过程工业编辑，PWelander@cfemedia.com
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