PID是伪装成控制器的一种思想。比例作用基于当前偏差是最主要的控制作用。增加微分的PD控制增加了一个调形的零点,用于把欠阻尼对象调整为本质单调对象,从而可以使用更强的比例作用而且闭环没有超调。增加积分作用的PI就提供了调形的零点和消除余差的极点。控制器输出不受限的小纯滞后快速对象常使用PD控制,控制器输出受限的大纯滞后常用PI凑合。
控制的本质就是对被控对象整形以改进闭环性能。“PID准确的说不是控制方法,而是控制原理或者思想,其它可以应用的控制方法,别管名字多么酷炫,本质上都摆脱不了PID的套路。比如H∞,解算的时候是不预设控制器形式的,但你求解出来会发现其本质上就是个PID+各种滤波器。真要出现第二个比肩PID的控制,我觉得必须要改变现在控制的理念。”
工程上常常通过结构化思维解决单回路问题例如前馈、串级、两自由度、变增益、嵌套,PID形式不变内涵深刻很多了。虽然被控系统本质都是多变量和非线性的,工程上也常常用分层设计实现解耦,然后用PID的鲁棒性或者变增益解决问题。学术界提出了很多控制算法但是各方面都没有明显短板的还是PID,工业上选择PID是大浪淘沙的结果!
在多变量系统中被控对象特性是复杂系统的一部分,受到耦合回路的影响。而PID并不需要特别精确的控制模型,大不了真实模型减去一阶或者二阶简化模型,看成模型内扰好了。现场情况的不确定性、PID的鲁棒性和合适的控制要求再加上结构化的工程思维赋予了PID持续的生命力。
没有什么过程控制问题是一个PID解决不了的,如果有那就两个。
如果宇宙的尽头是铁岭,单变量过程控制的尽头则是PID。

