在1911年提出，1922年命名。在過程控制領(lǐng)域最開始都是以氣動(dòng)儀表的形式出現(xiàn)。數(shù)字化PID還要50年以后。經(jīng)典控制理論還在等等Bode、奈奎斯特的培育。工業(yè)界只能在混沌時(shí)代里砥礪前行。
1942年，在的論文“自動(dòng)控制器的設(shè)置”中，泰勒儀器公司銷售工程部的J G Ziegler和工程研究部的N B Nichols提出了兩個(gè)形成適當(dāng)控制器參數(shù)的程序。他們的工作開創(chuàng)了PID工程整定方法的一代先河。過程控制工程師都是調(diào)參俠，調(diào)參俠的祖師爺就是這兩位，以他們兩位名稱命名的整定方法就是ZN整定法。
中的很多方法和算法都是工程師提出和推進(jìn)的，包括PID、APC、ZN整定法等。好像過程控制界比較偏愛工程師提出的方法和算法，對數(shù)學(xué)派提出的方法和算法都不太感冒。臨界比例度法整定PID參數(shù)的步驟ZN整定法有開環(huán)和閉環(huán)兩種方法。閉環(huán)方法又稱為臨界比例度方法。使用ZN整定法之臨界比例度法整定PID參數(shù)分兩步：1、純比例投用閉環(huán)控制回路，確定穩(wěn)定極限2、根據(jù)公式計(jì)算參數(shù)由純比例控制下的等幅振蕩曲線，獲得臨界控制器增益Kcu與臨界振蕩周期Tu。并按下表得到正常工作下的控制器參數(shù)。
這些表格中的數(shù)字背后的道理沒有被理解，但是這些數(shù)字對我們整定PID參數(shù)一直都有著深刻的影響。
1、見面砍一半。如果控制回路的閉環(huán)等幅振蕩是比例作用引起，比例作用×0.52、振蕩周期定積分。如果控制回路的閉環(huán)等幅振蕩是積分引起的。積分時(shí)間的選擇范圍為振蕩周期的0.5~0.83倍3、使用微分時(shí)，微分時(shí)間等于四分之一積分時(shí)間上面的這些方法現(xiàn)在仍然深刻的影響著PID參數(shù)的工程整定方法。
ZN整定方法的局限性
放在70年后的今天看，ZN整定方法蘊(yùn)含的道理仍熠熠生輝。ZN整定方法旨在為您的PID回路提供的干擾抑制性能，這也是過程控制大神欣斯基對ZN整定方法念念不忘的原因。ZN整定方法通常不會(huì)提供很好的設(shè)定值跟蹤性能。按當(dāng)下的觀點(diǎn)ZN整定方法還是有其歷史局限性：1、不適用于大純滯后被控對象；2、臨界比例度方法的純比例等幅振蕩現(xiàn)場接受程度不高；3、每個(gè)回路整定相關(guān)孤立，沒有考慮對其他回路的影響；4、越快速，魯棒性越差。小的模型失配可能導(dǎo)致發(fā)散；5、用于抑制擾動(dòng)的回路，模型要比較準(zhǔn)確而且要其他回路配合；6、大部分回路要求響應(yīng)不振蕩。
作者：馮少輝博士(現(xiàn)從事*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)
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