RELIANCE 30V4060

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在工业自动化行业，尽管大部分人将比例-积分-微分(PID)算法作为闭环过程控制的事实标准，但优化PID回路以达到***优性能的***佳方法，仍然没有达成共识。这些实践在概念上很简单：选择用于定义总体控制量的比例、积分和微分的相对大小的增益、速率和重置参数。

在实践中，回路整定与其说是科学，不如说是艺术。优化参数的***佳选择取决于各种因素，包括受控过程的动态行为、运行人员确定的性能目标以及运行人员对调节工作方式的理解。已经开发了各种手动技术，来帮助运行人员调整其回路，但即使在***软件的帮助下，回路整定也可能是一项艰难而耗时的差事。

“自动整定”或“自整定”PID控制器旨在简化问题，方法是根据对受控过程行为的某种自动分析来选择自己的调节参数。这些自动过程，通常涉及过程输入/输出之间关系的数学模型，经验丰富的运行人员提供的信息可以改进这些数学关系(参见图1)。

图1：自动调节PID控制器，通过测量过程输入(控制量)和输出(过程变量)，然后更新其自己的调节参数，以满足运行人员对闭环性能的要求。

“自整定”指的是那些在控制器在线调节工艺过程时持续执行的程序。"自动整定"是指控制器处于离线状态时按需执行的过程。但是，这两个术语通常互换使用，因为自整定和自动整定控制器都可以自动调整自身。为了简单起见，在下文中，这两个词用"自动调节器"代替。

步进测试

在调试回路的过程中，自动调节器可以简单的自动执行操作员可能需要手动执行的调整程序，例如，在控制活动中强制一个波动、观察结果并相应调整参数。但是，自动调节器在执行这些步骤时会有所不同。

例如，***基本的自动调节器可以执行经典的“步进测试”或“阶跃测试”，在这种情况下，控制工作会以循序渐进的方式改变，并禁用反馈。从理论上讲，该过程对阶跃输入的响应，将提供足够的信息来表征过程的动态行为，这反过来又会决定调节参数。然而在实践中，对于那些在所有时间内必须将过程变量波动降至***低的应用中，仅仅为了调节控制器而为过程引入阶跃扰动，是不切实际的。

某些自动调节器在执行步进测试时，可以通过响应设定值的变更来避免此类问题。无论如何，进程都会受到干扰，在试图推动过程变量向新设定值变化的过程中，控制器可以承担在进程中较小的阶跃变化。

例如，当运行人员请求更改设定值时，控制器应施加100%的控制量(正步骤)，然后在过程变量到达新设定值(负步骤)之前关闭。然后，控制器就会检测到过程变量中的波动，以确定过程行为的数学模型（请参阅图2中所示的步进测试）。