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類型分類：: 科普知識(shí)

數(shù)據(jù)分類：: 單相導(dǎo)軌開(kāi)關(guān)電源

?STR?M:PID控制器是最常用的控制工具之一

發(fā)布日期：2022-07-16 點(diǎn)擊率：95

PID控制器在19世紀(jì)70年代到20世紀(jì)20年代的早期控制發(fā)展中被廣泛使用。PID控制器的現(xiàn)代形式出現(xiàn)在20世紀(jì)30年代和40年代的過(guò)程控制發(fā)展中，正如在[Bennett, 1979]和[Bennett, 1993]中討論的那樣。PID控制器仍然是解決工業(yè)控制問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)工具。從1989年起，日本電氣測(cè)量?jī)x器制造商對(duì)工業(yè)過(guò)程控制的現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)的研究，發(fā)現(xiàn)90%以上的控制回路是PID型的[Yamamoto和Hashimoto, 1991]。這篇論文[Desbourough和Miller, 2002]年調(diào)查了美國(guó)工業(yè)。據(jù)發(fā)現(xiàn)，在石化、紙漿和造紙、電力和金屬行業(yè)有超過(guò)800萬(wàn)（原文可能有誤）的工廠。每個(gè)工廠有500到5000個(gè)調(diào)節(jié)控制回路，其中97%是PID。PID控制器在其他行業(yè)也有大量生產(chǎn)。用于CD和DVD的光存儲(chǔ)器包含三個(gè)PID回路，用于控制轉(zhuǎn)速、聚焦和跟蹤。2002年大約生產(chǎn)了1.4億臺(tái)[Akkermans和Stan, 2002年]。此外，還有大量的PID控制器用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)和定位系統(tǒng)。因此，可以說(shuō)PID控制器是最常用的控制工具之一。

長(zhǎng)期以來(lái)，PID控制器的理論都是基于特殊的技術(shù)。近年來(lái)，人們一直在努力將PID控制引入控制理論的主流。一個(gè)值得注意的努力是在2000年，國(guó)際自動(dòng)控制聯(lián)合會(huì)(IFAC)安排了一個(gè)關(guān)于PID控制的過(guò)去，現(xiàn)在和未來(lái)的研討會(huì)[Quevedo和Escobet, 2000]。研討會(huì)的論文集也作為《控制工程實(shí)踐》的特刊出版。論文[Bennett, 2000]和[?str?m和H?gglund, 2001]對(duì)PID控制的發(fā)展進(jìn)行了展望。

由于大量的PID控制器和它們的廣泛使用，在改善PID控制的實(shí)踐中仍然有顯著的好處。這樣的改進(jìn)需要注意整個(gè)控制回路，而不僅僅是控制器本身，正如在論文中所演示的那樣[Bialkowski, 1994]對(duì)加拿大造紙廠的調(diào)查。一個(gè)典型的造紙廠有超過(guò)2000個(gè)控制回路，97%的回路是基于PI控制的。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只有20%的控制回路工作良好，降低了過(guò)程波動(dòng)。性能差的原因是整定不良(30%)和閥門問(wèn)題(30%)。剩下的20%的控制器由于各種原因而表現(xiàn)不佳，如：傳感器問(wèn)題、采樣率選擇不當(dāng)、抗混疊濾波器差或不存在。在[Ender, 1993]中也給出了類似的觀察結(jié)果，其中聲稱30%的安裝過(guò)程控制器在手動(dòng)模式下運(yùn)行，20%的回路使用控制器制造商設(shè)置的默認(rèn)參數(shù)(所謂的“工廠整定”)，30%的回路由于閥門和傳感器的設(shè)備問(wèn)題而運(yùn)轉(zhuǎn)不良。
作者：?STR?M

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