16个xj****控制合集，从概念到落地全覆盖！

作者：xpyb 添加时间：2025-12-08 08:23:37

01、为什么你的PID控制器总是调不好？多数人第一步就错了

PID控制器的响应速度和稳定性由其整定常数决定。需要整定PID控制器参数使控制回路稳定、鲁棒并能够满足其控制目标。

在这个过程中有两步：

基于响应曲线的测试和模型辨识；
设置响应速度和计算PID控制器常数。

当你获得了PID控制器整定工作过程的经验，你会意识到计算PID整定常数的数值是非常简单的。更大的挑战在于获得一个良好的过程模型，理解控制回路在物理系统中的作用，并选择一个合适的闭环响应速度。

02、明明是自动控制系统，为何操作员却成了 “救火队员”？

操作员的手动干预与过程的周期振荡，是自动控制系统未能完成其核心使命的鲜明标志。它们不是需要容忍的常态，而是须***被攻克的技术堡垒。优秀的自动控制工程师，应将“零非必要干预”和“零持续振荡”作为不懈追求的目标。

这要求我们：

坚守稳定性优先的整定哲学：深刻理解过程特性（如流量快变、液位积分、温度滞后），采用经实践验证的鲁棒参数（弃用微分、慎用积分、比例适中）。
拥抱xj****策略：善用前馈、串级、自适应等策略提升抗扰性和适应性。
重视诊断与维护：主动监控回路性能，快速定位并根治振荡源和导致干预的薄弱环节。
关注硬件与工艺基础：确保阀门、变送器等硬件状态良好，工艺设计合理。

03、企业缺认知，APC的实施就是在花钱买寂寞！

要打破这种恶性循环，核心在于两个方面：

甲方要进化。

企业应建立专业技术团队，通过内部培养等方式，培养真正懂技术、懂业务的人才，避免完全依赖乙方。在项目实施过程中，甲方能清楚了解自己的需求，也能弄明白乙方的方案，避免出现乙方方案不合理，却被营销话术牵着走。

乙方要升级。

乙方应从单纯的“工具使用者”向“解决方案者”转变，了解甲方业务需求，提供真正可落地的解决方案。若乙方仍停留在"价格竞争-快速交付"的传统模式，忽视方案的适配性与长期效果，将导致行业陷入低质竞争的恶性循环。

总之，技术升级的本质是提高认知水平，而不只是买更贵的软件、请更有名的咨询公司，是要踏踏实实地提升自己的认知水平。当甲方具备一定能力，乙方的技术价值才能真正体现出来，整个行业的技术环境才能向良性方向发展。

04、如何识别并消除控制系统的振荡？

振荡是自动化水平的标尺。自控率低表明提升空间大；自控率高但操作干预多，暗示缺少关键控制回路。自控率高且干预少，但存在规律振荡，则暴露隐藏的控制问题。

务必全力消除一切规律性振荡——这是保障装置稳定运行、释放自动化潜能的基石。即使衰减振荡或偶尔手动干预，也提示系统尚有优化空间。超越单回路性能、利用阀位自由度、实现多变量优化，是过程控制持续进阶的方向。

05、如何有效解决设定值突变引起的系统冲击问题?

精准控制的“温和卫士”。比例微分先行(PD-PI)通过解耦比例微分作用与设定值通道，在保留PID抗扰能力的同时，消除了设定值突变的暴力响应。它特别适用于SP频繁变化的精密控制场景，是工程师应对“操作冲击”问题的利器。理解其“比例微分不扰设定，只镇过程波动”的设计哲学，能帮助我们在提升控制品质与保障设备安全间找到***佳平衡点。

06、PID不需要复杂的数学模型，整定依赖工程师的经验？！

从保守主义的哲学视角来看，PID控制器（比例-积分-微分控制器）在过程控制领域长期占据主导地位，体现了保守主义思想中尊重传统、渐进改良、实践智慧和风险规避的核心原则。

PID作为“控制领域的习惯法”：PID控制的统治地位，本质上是工业界的“自发秩序”（哈耶克语）——它并非人为设计，而是在实践中演化出的***优解。保守主义珍视这种有机生长的技术生态，认为其比任何“理性蓝图”更能适应复杂真实的工业环境。只要传统方案仍有效，激进变革在保守主义视角下即被视为不必要的冒险。因此，PID的持久生命力，正是技术保守主义的一次wm****例证。

07、过程控制入门（1）| 反馈：一种有效机制

反馈可以：

为不确定性系统提供鲁棒性；
改变一个系统的动态特性满足快速、稳定、精准等各种控制需求。

反馈指的是这样一种状况，有两个或更多个动态系统互连在一起，彼此相互影响，因而它们的动态行为是强耦合的，如果设计不当系统可能不稳定。

08、过程控制入门（2）| 闭环还是开环

当反馈控制器被证明无法维持稳定的闭环控制时，通常需要操作员干预。在许多应用中，经验丰富的操作员可以比反馈控制器更快地进行手动校正。利用他们对过程过去行为的了解，操作员可以操作过程输入，以便以后实现所需的输出值。

另一方面，反馈控制器须***等到其***新作用的效果可以测量，然后才能决定下一个适当的控制操作。具有长时间常数或过长的纯滞后时间的可预测过程特别适用于开环手动控制。

09、过程控制入门（3）| PID的参数意义

P、I、D三个字母分别代表比例(Proportional)作用、积分(Integral)作用和微分(Derivative)作用三类控制单元，是这三个英文单词的首字母。

工业过程中总要维持一些工艺参数稳定或者以一定方式变化，这些调节可以依靠操作员手动完成。操作员可以观察过程变量的实际值，然后根据和设定值的偏差做出控制决策，***后手动完成调节，这样过程、检测、操作员和执行机构就组成了一个反馈控制回路。为了将操作员从繁琐的手动控制任务中解放出来，控制功能可以通过一个控制器实现自动化。

10、过程控制入门（4）| 两类模型-自衡和积分

一个简单的扩展系统由两个主要组成部分，过程和控制器。一个闭环反馈回路的性能由过程和控制器的动态特性决定。知道了过程的动态特性就可以用控制设计的方法确定控制器参数。实际过程都是非线性甚至是分布式参数模型，但是在实际控制系统设计中总是把过程简化为线性集总参数模型。

这是因为控制器都是三参数的线性控制器更多参数对控制器设计意义不大。另外实际生产过程中发现这些简化和近似后闭环控制性能仍能满足要求。

流程工业中绝大部分被控对象都可以分成两类：自衡过程和积分过程。

11、过程控制入门（5）| 闭环响应曲线的知识

响应曲线是系统在控制器输出阶跃变化作用下，过程变量从初始状态到稳定状态相对于时间的曲线。通过开环响应曲线可以得到过程模型参数。控制系统闭环运行时的响应曲线有关于系统性能的一些知识。

12、过程控制入门（6）| Lambda整定方法

Lambda整定方法是用于减少过程波动的成功方法。从***简单的意义上讲，Lambda整定以所需的期望闭环响应速度实现控制回路的非振荡响应，通过选择一个期望闭环时间常数（通常称为λ）来设置响应速度。通过选择不同期望闭环时间常数，可以在一个单元过程中协调一组控制回路的PID整定，从而通过它们的共同作用建立整个过程的理想动态。

13、过程控制入门（7）| 控制回路优化***佳实践

控制回路整定优化是指根据所用PID算法、开环过程特性和期望闭环响应速度来确定PID参数的过程。控制回路整定优化能改善控制回路的性能，实现装置更安全、更有效地运行。很多工程师往往采用试凑法进行控制回路整定优化，但试凑法效率很低，并且很少能获得真正的***优性能。虽然PID参数整定非常重要，但是PID参数整定只是控制回路优化过程中的一部分工作。通过遵循斯穆茨博士提出的控制回路优化***佳实践，可以系统且有效地进行控制回路整定优化。

14、过程控制入门（8）| 单回路结构改进

串级控制通常是提高控制性能的******方法：在串级控制中，有两个（或更多）控制器，其中一个控制器的输出驱动另一个控制器的设定值。只有当单回路控制不能提供可接受的控制性能时，才有必要进行单回路结构改进。当干扰发生时如果一个变量可以检测扰动而且***终控制元件还可以影响这个变量，则可以将该变量和***终控制元件组成一个单回路，原来的控制回路是主回路，新增加的控制回路称为副回路。主回路的控制器输出到副回路的设定值。使用串级控制可以显著提高闭环控制性能，减少控制元件非线性的影响并降低PID整定的难度。

15、过程控制入门（9）| 多变量协调优化

我们现在非常清晰的把涉及多变量协调的经典复杂控制分为三类：

被控变量优先级切换的超驰控制；
操纵变量优先级切换的分程控制；
操纵变量优先级切换的阀位控制。

如果不存在操纵变量饱和或者本质是单入多出/多入单出的系统可能只需要被控变量或者操纵变量的优先级切换算法。分程控制适用于直接到多个***终控制元件，并按固定顺序使用的多操纵变量场合。优先使用分程控制解决多操纵变量协调问题，如果涉及状态串级、快速性和经济性的不同等，就需要使用阀位控制来解决多操纵变量协调。一般来说阀位控制的速度要慢一些更侧重优化。

16、过程控制入门（10）| 控制方案设计方法

不合理的单回路变量配对会增加PID整定的难度，导致较差的控制性能甚至不能投用。不合理的变量配对在极端情况，例如执行机构饱和或安全约束时需要人员干预才能维持。单回路变量配对是控制方案设计的第一步，合理的变量配对有连续性，一般不需要随着控制需求的变化而变化。这其实是控制方案设计***重要的一步，后面要围绕变量配对后的基础方案进一步进行功能扩展。

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