Lambda整定是不是基于內(nèi)模控制(IMC)的整定方法？”。IMC-PID是指利用內(nèi)?？刂圃磉M(jìn)行PID參數(shù)整定的方法。首先說結(jié)論：Lambda整定不是IMC-PID。

1982年C.E.Garcia和M.Morari提出具有模型、控制、反饋環(huán)節(jié)的內(nèi)?？刂平Y(jié)構(gòu)?；趦?nèi)?？刂频腜ID整定方法不可能早于1982年。自衡對象的Lambda整定方法是1968年EB Dahlin提出來的。Lambda整定的理論基礎(chǔ)是1957年Newton，Gould和Kaiser的分析設(shè)計(jì)方法。簡而言之，一旦知道了過程模型并且選擇了閉環(huán)特性，該方法就可以直接合成所需的控制器。知道被控對象的一階純滯后模型參數(shù)就可以根據(jù)過程模型和期望的閉環(huán)時(shí)間常數(shù)直接得到PID控制器參數(shù)。

內(nèi)?？刂?Internal Model Control,簡稱IMC)也是一種基于過程數(shù)學(xué)模型進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)的新型控制策略。IMC-PID針對一階純滯后模型使用某種純滯后近似方法可以得到和Lambda相同的PID控制器參數(shù)。當(dāng)使用不同的純滯后近似方法或者不同的動態(tài)模型時(shí)IMC-PID也可以給出相應(yīng)的PID參數(shù)。

從原理上Lambda整定和IMC-PID都是分析設(shè)計(jì)方法的一種。Lambda整定方法出現(xiàn)的更早，而IMC-PID可以考慮各種被控對象模型。針對多容、反向、欠阻尼等高階自衡對象，基于響應(yīng)曲線工程化的Lambda整定方法和IMC-PID采用了截然不同的思路。一般說IMC-PID要采用系統(tǒng)辨識確定高階模型的參數(shù)然后再通過設(shè)計(jì)方法確定PID參數(shù)。

而基于響應(yīng)曲線工程化的Lambda整定方法只需要根據(jù)響應(yīng)曲線確定控制模型的三個(gè)參數(shù)(穩(wěn)態(tài)增益、時(shí)間常數(shù)、純滯后時(shí)間)然后選擇合理的λ就可以實(shí)現(xiàn)對被控對象的穩(wěn)定控制。而且這種方法適用于欠阻尼、過阻尼、反向、大純滯后等自衡對象。如下圖所示。



針對積分過程，如果直接使用IMC-PID則會得到純比例控制器。這種純比例控制器由于克服擾動時(shí)存在余差沒有什么工業(yè)實(shí)用價(jià)值?；诜e分對象的階躍響應(yīng)特性類別自衡對象的Lambda整定方法和積分對象的特征，我們給出了一個(gè)工程化的積分對象Lambda整定公式。這個(gè)整定公式在不同文獻(xiàn)中給出的并不同?；陧憫?yīng)曲線的工程化Lambda整定方法如下：



基于響應(yīng)曲線的工程化Lambda整定方法，實(shí)際上和1968年提出的時(shí)候已經(jīng)有了很多改進(jìn)。這些改進(jìn)是我們最近做的一系列工作的一部分，這些工作也證明Lambda整定方法具有適用范圍廣、魯棒性強(qiáng)的特點(diǎn)，而且可以使整定過程簡單高效。

過程控制工程師做的工作包括：
①找到和確定了PID整定的定量方法：Lambda
②Lambda整定理論和實(shí)踐的結(jié)合
③基于響應(yīng)曲線和λ選擇進(jìn)行PID整定
④發(fā)展和改進(jìn)了積分對象的Lambda整定方法
⑤簡潔、和統(tǒng)一了Lambda整定方法，降低了技術(shù)門檻

所以Lambda整定不是IMC-PID。他們只是在一階純滯后過程偶爾參數(shù)相等，隨著模型變復(fù)雜一個(gè)使用了工程化的近似方法使用舊方法解決新過程，一個(gè)則根據(jù)閉環(huán)傳遞函數(shù)和數(shù)學(xué)近似進(jìn)行PID參數(shù)計(jì)算。簡潔、統(tǒng)一、適用的Lambda整定方法是非常適合工程師應(yīng)用。

作者：馮少輝博士(現(xiàn)從事先進(jìn)控制工作，有一線十幾年工作經(jīng)歷，真正理論聯(lián)系實(shí)際的過程控制專家)