PID制器及控制算法

掌握了控制對象的特性之后，接下來要認真對待的問題就是控 制算法或控制策略的遴選。控制算法是工程控制界的術語，可理解為自動控制系統所采取的 立對策略。人們經常提起的PID，其動作原理及參數整定方法已在前面章節中詳述。PID是 經典控制論在工程實踐中的有效工具，其科學性和實用性是毋庸置疑的，即使到了21世紀 的今天，現代控制論取得了很大發展，各種先進控制算法層出不窮。但PID在很多控制系 統中仍然被沿用著。其中有些新算法保留了PID的核，另加一些彌補其不足的附加環節。 目前國內設計的水處理工程自動化系統除了個別項目試用模糊控制等現代控制技術外，大多數系統仍沿用PID控制算法。這就是說，如果能把PID運用自如，也可以使現有的水處理自動化系統運行效果更好。問題在于業內人士對PID和其他控制算法的認識是否到位。從 一些資料中不難發現:采用模糊、神經網絡等新控制算法的設計者往往把PID全盤否定; 沿用PID控制律的設計方案被廠家宣揚為是“當代的控制技術"。當然，PID的地位詞題也正是工程控制界近年來不斷爭論的問題，暫且一不去管它結淪如何，但至少搞水工業自動化的人士應該很明白PID究竟是怎么回事，需要在參數整定方面非常下工夫，使現有的ID控制系統能發揮較好的控制作用。從另一方面來看，PID確實有它的局限性，對于非線 生、時變性、不確定性、禍合性明顯的對象會顯得束手無策，在水處理工藝自動化領域尤為出。這主要是因為水處理工藝過程大都在容量很大的水池中完成，而作為控制作用的加藥泵往往很小，加藥點早比較集中，從藥劑注人到反應過程基本結束，需要歷經相當長的時   有的長達數十分鐘、甚至數小時之久。這段延續時間在過程控制界稱為傳遞滯后或稱純后。由于它的存在，使定值控制系統處在 無奈的“盲區"。換言之，測量儀表檢測的數苦是若干時間之前控制作用產生的結果，而連續動作的PID控制器每時每刻都在按照測量與設定值之差決策下一步的控制作用方向和大小，由于控制效果不能及時反饋回來，控制器（PH控制器）的輸出始終跟不上變化，只能導致被控制參數波動不已，難以穩定。 

掃上述不難看出，只有在了解被控對象特性的前提下才能正確選定控制算法，才能確定整個控制系統的結構，才能確定控制器的硬件配置，才能正確選用執行機械(計量泵或泵閥組合)。 這一切都充分說明，在水處理工藝過程自動化系統設計中掌握被控制對象的特性、 要選適合的控制算法是何等的重要。