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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(shù)語，可理解為自動控制系統(tǒng)所采取的 立對策略。人們經(jīng)常提起的PID，其動作原理及參數(shù)整定方法已在前面章節(jié)中詳述。PID是 經(jīng)典控制論在工程實踐中的有效工具，其科學(xué)性和實用性是毋庸置疑的，即使到了21世紀 的今天，現(xiàn)代控制論取得了很大發(fā)展，各種先進控制算法層出不窮。但PID在很多控制系 統(tǒng)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(huán)節(jié)。 目前國內(nèi)設(shè)計的水處理工程自動化系統(tǒng)除了個別項目試用模糊控制等現(xiàn)代控制技術(shù)外，大多數(shù)系統(tǒng)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(xiàn)有的水處理自動化系統(tǒng)運行效果更好。問題在于業(yè)內(nèi)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(fā)現(xiàn):采用模糊、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新控制算法的設(shè)計者往往把PID全盤否定; 沿用PID控制律的設(shè)計方案被廠家宣揚為是“當代的控制技術(shù)"。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(jié)淪如何，但至少搞水工業(yè)自動化的人士應(yīng)該很明白PID究竟是怎么回事，需要在參數(shù)整定方面非常下工夫，使現(xiàn)有的ID控制系統(tǒng)能發(fā)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(lǐng)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(yīng)過程基本結(jié)束，需要歷經(jīng)相當長的時 有的長達數(shù)十分鐘、甚至數(shù)小時之久。這段延續(xù)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(tǒng)處在 無奈的“盲區(qū)"。換言之，測量儀表檢測的數(shù)苦是若干時間之前控制作用產(chǎn)生的結(jié)果，而連續(xù)動作的PID控制器每時每刻都在按照測量與設(shè)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(dǎo)致被控制參數(shù)波動不已，難以穩(wěn)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(tǒng)的結(jié)構(gòu)，才能確定控制器的硬件配置，才能正確選用執(zhí)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(tǒng)設(shè)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。