控制系統(tǒng)不易控制的主要原因
控制系統(tǒng)存在時滯時間長、響應慢、響應性發(fā)生變化、存在積分性（液位等）、多個回路間相互耦合、無超調、外部干擾大等因素，用PID調節(jié)器進行。
1、時滯時間長的過程
除時滯時間長之外，時間常數(shù)與時滯時間的比值也決定著控制的難易度。
在PID控制中，L(時滯時間)/T(時間常數(shù))的值在1以上時(時滯時間比時間常數(shù)大)，很難進行控制。時滯時間不僅是指過程的時滯時間，還包括傳感器及操作端的時滯時間。在分析儀中，采樣裝置的時滯時間會比較長。
2、存在積分性的過程
存在積分性的過程是指蓄積液體及熱量等的過程。一旦開始蓄積就不能返回原來狀態(tài)，無自調節(jié)性的液位的流入控制等就是典型的例子。自調節(jié)性是指像鍋爐一樣，通過加熱和散熱的平衡調節(jié)來決定溫度的過程。
3、響應慢的過程
例如: PH(由攪拌、混合、反應引起的延遲)控制、熱容量大的鍋爐的溫度控制等。
在PID控制中，達到穩(wěn)定前需要幾個控制周期，如果控制周期為1小時，達到穩(wěn)定有時需要4-5小時，所以就需要盡量縮短達到目標值和穩(wěn)定運行的時間。
4、響應性變化的過程
隨著反應的進行而發(fā)生的黏度變化、發(fā)熱(或者吸熱)、催化劑活性變化、熱交換器灰塵附著、品種改變引起的原料更換及混合比例變更等，都會導致響應性發(fā)生變化。通常，PID控制的穩(wěn)定性足以克服這些響應性的變化，但并非所有的情況都能克服。
5、多個回路之間耦合強的過程
下圖是典型的相互耦合的例子。PIC和FIC的PI常數(shù)基本相同時，回路之間會發(fā)生耦合，變得不穩(wěn)定。通常，將FIC的PI常數(shù)取最佳值，降低PIC端的靈敏度，可以減少相互耦合產(chǎn)生的影響，使用解耦控制時，可以實現(xiàn)優(yōu)異的控制。
6、無超調的過程
有時即使短時間地超過限制條件范圍，也會對產(chǎn)品質量產(chǎn)生重大影響。
例如，在生物反應器中，即使溫度一時過高，也會造成桿菌及酵母菌等死亡。在這種情況下使用批量調節(jié)器或采用模糊控制的調節(jié)器。
下圖批量調節(jié)器的示例中，最初手動預設值1接近設定值SV，當測量值達到SV-ΔE時，將手動預設值2作為初始值，切換為AUTO，防止超調的發(fā)生。
在模糊控制中，溫度上升時，傻瓜式模糊PID調節(jié)器自己計算并設定比實際目標溫度低的設定值，防止超調的發(fā)生。
7、外部干擾大的過程
鍋爐必須對蒸汽使用量的大幅度變化做出響應，是外部干擾大的過程的典型示例。在石油精煉廠中，更換油種(例如：阿拉伯原油和中國原油的組成有很大的區(qū)別)等也會造成很大的外部干擾。在蒸餾塔控制中，氣溫、風、直射陽光等造成的影響也是不能忽視的。熱處理爐中的受熱物質的裝入/取出、排水處理中的排水流量及pH變化也是很大的外部干擾因素。因此，檢測外部干擾量，并根據(jù)干擾量來改變操作量的前饋控制是很有效的。
外部干擾是指從控制回路外施加的變動因素，在流量控制回路中，調節(jié)閥的上游端及下游端的壓力變動是主要的外部干擾。例如，調節(jié)閥的上游端壓力上升時，即使閥的開度相同，流量也會增加。通過流量傳感器檢測出該流量變化，使用流量調節(jié)器將調節(jié)閥的開度減少，可消除壓力上升的影響。
控制回路正是為了消除這些外部干擾的影響而存在的。
高進控制
許多控制系統(tǒng)是以PI(D)控制功能為中心構成的，高級控制也稱為優(yōu)化控制或者先進控制，在僅使用PID控制器無法滿足要求的情況下，可以考慮使用。
在選擇控制方法時，要對包括控制的要求、經(jīng)濟性、過程的現(xiàn)狀、傳感器、操作端在內(nèi)的整體系統(tǒng)進行全面的考慮。研究過程中，有時也會發(fā)現(xiàn)除改善控制方法以外的有效的解決方法。
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