反饋控制是一種常見(jiàn)的控制系統(tǒng)技術(shù)，用于根據(jù)測(cè)量的輸出信號(hào)與期望的參考信號(hào)之間的差異來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸入信號(hào)。通過(guò)不斷比較實(shí)際輸出與期望輸出之間的偏差，并將該偏差作為輸入信號(hào)進(jìn)行修正，反饋控制可以使系統(tǒng)更加穩(wěn)定、更加精確、更加快速地達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。
反饋控制是對(duì)抗不確定的主要方法。反饋控制可以可以消除擾動(dòng)不確定、模型不確定性、模型非線性的影響。反饋控制還可以改進(jìn)被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性。反饋控制的投用其實(shí)還會(huì)重構(gòu)控制問(wèn)題本身。反饋控制是人類找到的，在被控對(duì)象具有非線性和不確定性情況下，低成本獲得滿意動(dòng)態(tài)性能的方法，也是自然和生物，在負(fù)反饋和循環(huán)因果律控制下的目的性行為。
過(guò)程控制的特點(diǎn)就是為了消除不確定性，那么在進(jìn)行PID參數(shù)整定中，其實(shí)對(duì)象特性都是不確定的、非線性的。有很多基于精確被控對(duì)象模型的整定方法，因?yàn)闆](méi)有考慮模型的不確定性，最終的整定效果反而不理想。因?yàn)槟Ｐ筒淮_定，就算是使用系統(tǒng)辨識(shí)方法也很難獲得準(zhǔn)確的模型參數(shù)。因?yàn)槟Ｐ筒淮_定，所以使用被控對(duì)象模型參數(shù)獲得PID參數(shù)的整定方法，獲得的閉環(huán)性能也是不確定的。
系統(tǒng)辨識(shí)的要求很高，獲得精確模型的代價(jià)較大。即便是能獲得精確模型，模型本身又有不確定性。想用自適應(yīng)的方法，時(shí)刻匹配被控對(duì)象模型，建模的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、復(fù)雜性都有很大挑戰(zhàn)。至少目前看，沒(méi)有準(zhǔn)確模型讓所有基于準(zhǔn)確模型的控制算法，都很難在在過(guò)程控制中的得到推廣普及。這可能也是流程工業(yè)長(zhǎng)期普遍使用PID的原因。
使用簡(jiǎn)單的PID控制算法，用反映被控對(duì)象主特征的大概模型，取得一個(gè)還算滿意的閉環(huán)性能才是可行的PID參數(shù)工程整定方法。實(shí)際上，即便是今天，很多工廠的很多PID控制回路，還在使用默認(rèn)參數(shù)，利用PID的魯棒性進(jìn)行反饋控制。雖然控制性能差點(diǎn)意思，但是大部分對(duì)付著也能用。這可能也是試湊法長(zhǎng)期工業(yè)流行的原因。
即便是被控對(duì)象是不確定的，但是還是要努力使用控制方案和PID參數(shù)，逐漸實(shí)現(xiàn)零操作和零振蕩。所以雖然不確定，還是要認(rèn)識(shí)PID，掌握PID整定方法。
作者：馮少輝
