1、同相位振蕩
同相位振蕩中過程變量和PID控制器輸出，表現(xiàn)為同升同降同拐點(diǎn)。兩個(gè)曲線相似或?qū)ΨQ。同相位振蕩往往是外部干擾或者比例作用太強(qiáng)引起的?？梢試L試把比例增益÷3，如果振蕩加劇，則說明不是PID參數(shù)的問題而且存在外部擾動。建議恢復(fù)參數(shù)去找到振蕩源進(jìn)行整定。如果是比例作用太強(qiáng)引起的同相位振蕩，將比例增益÷3往往振蕩就會消失。
2、異相位振蕩
異相位振蕩中過程變量和PID控制器輸出，表現(xiàn)為極值對腰部。兩個(gè)曲線此消彼長。異相位振蕩肯定是積分作用太強(qiáng)引起的?？梢試L試把積分時(shí)間設(shè)置為振蕩周期。如果是自衡對象把比例增益÷3異相位振蕩也會消失，只是閉環(huán)性能略差。但是如果是積分對象把比例增益÷3會得到更大幅度更低頻率的異相位振蕩。
3、非平滑振蕩
非平滑振蕩中過程變量和控制器輸出，表現(xiàn)為過程變量方波控制器輸出鋸齒波。非平滑振蕩往往是調(diào)節(jié)閥非線性造成的。非平滑振蕩只能通過調(diào)節(jié)閥維修改善。可能的方法包括：潤滑、松填料、閥桿校正、調(diào)整前后手閥或旁路、調(diào)整閥位定位器參數(shù)、更換閥位等。此時(shí)整定PID參數(shù)往往徒勞容易懷疑整定方法。
如果同相位和異相位不明顯首選是降低比例作用。
對自衡對象的PI控制而言，因?yàn)槠溆幸恢?、任意和通解的特性。不需要知道詳?xì)的模型信息，只需要知道增益K和τ+T就能很容易地得到有超調(diào)無振蕩的閉環(huán)響應(yīng)?！币恢隆笆归]環(huán)性能和時(shí)間常數(shù)無關(guān)PI適用于時(shí)間常數(shù)主導(dǎo)對象和純滯后主導(dǎo)對象。在范圍內(nèi)任意”切割“τ、T都能得到有超調(diào)無振蕩的閉環(huán)響應(yīng)。任意切割可以用于解決時(shí)間常數(shù)主導(dǎo)控制器輸出受限實(shí)現(xiàn)有超調(diào)無振蕩的問題，對任意切割的擴(kuò)展和純純滯后對象閉環(huán)性能的研究得到了一個(gè)適用于所有自衡對象的”通解"。通解的特性擴(kuò)展了切割的范圍改進(jìn)了純楨主導(dǎo)對象的閉環(huán)特性，通解非常有意思但是還是前面兩個(gè)特性更重要和關(guān)鍵。
對于不追求極致性能的自衡對象，PI控制簡單、有效、魯棒、廣泛適用。這也是工業(yè)普遍使用PI控制的原因。PI的極致性能和被控對象模型信息相關(guān)。如果要進(jìn)一步超越極致閉環(huán)性能，工程上常常改進(jìn)結(jié)構(gòu)，例如串級前饋甚至改進(jìn)設(shè)備。學(xué)術(shù)上常常改進(jìn)PID算法，設(shè)備不夠算法湊。這類要求實(shí)際生產(chǎn)中較少遇到，更多情況是處理不合理參數(shù)引起的振蕩和抗擾不足?，F(xiàn)場大量使用單回路控制也說明自動化提升的空間還很大！無論是單回路的性能、閥位和設(shè)定值的自由度利用、還是多變量協(xié)調(diào)約束優(yōu)化。PID參數(shù)整定工作只是一部分工作，為了進(jìn)一步提升安全和效率，過程控制更應(yīng)該研究這些。
在過程控制中精確的模型比較難得到而且普遍存在純滯后這可能是新算法推陳出新但是過程控制中PID長盛不衰的原因。反饋加持的PID異乎尋常的強(qiáng)大！認(rèn)識到這一點(diǎn)后整定方法變得就不那么重要了，知道影響閉環(huán)性能的邊界和了解PID的能力更重要。
作者：馮少輝博士
