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PID控制技术的特点及其发展

常规PID控制器结构简单,参数意义明确,使用简便,理论设计成熟稳定,控制算法原理简明且容易实现,控制精度较高,并且有较好的鲁棒性能,可满足大部分生产的需求。
 
PID控制器各个环节的作用为:比例部分可对偏差进行迅速反应,降低稳态误差,但是它不能完全消除稳态误差,同时随着比例作用的增强,也会导致系统的不稳定;只要系统偏差存在,积分作用就会一直进行输出,直到系统的偏差被消除,但是积分效果太大会增大系统超调,且可能导致系统不稳定;微分作用能有效降低超调,增加系统的稳定性能,减小系统的动态响应时间。
 
PID控制技术的发展过程,主要是它的参数自适应方法和参数整定方法的研究发展过程,自PID参数整定方法被提出以来,已经有许多技术被广泛应用于PID控制器的自动和手动整定。
 
从PID参数整定方式及PID技术的使用状况来说,PID控制技术将来的实践及研究重心应该是以下几个方面:
(1)对庞大复杂的单入单出系统,需重点改善PID参数的整定方法,使其抗干扰能力和鲁棒性进一步加强,能更简单更稳定的完成对被控对象的整定。
 
(2)对于多输入多输出的被控对象,需重点研究多变量过程中的多变量参数的整定方法,使其易于在线整定。
 
(3)智能PID控制技术需要更加深入的研究。以下将会是智能PID控制的几个非常有发展前景的方向:将模糊控制、神经网络等人工智能控制方法和经典PID控制融合起来,从而提高系统的控制性能;将专家系统融入到PID控制技术当中,对传统PID控制器的研究方式进行改进;将自整定和自适应机制有机结合,使PID控制具有自适应和自诊断功能。