有问必答

　　　　　　　　　　　　　——“有问必答”栏目组

　　最近华东交通大学杨辉教授团队一成员提出了一个常常被问起的控制问题。

　　问：如今各类型的先进控制算法这么多，为什么实际应用最常见的还是PID控制？

　　对此问题我们征求了日本广岛大学的山本透（Toru Yamamoto）教授的意见。山本教授对PID控制有20多年的研究经验，是PID控制方面的国际专家。以下是他的回答。

　　简单地说，原因有3个。第一，只需要调整3个参数，就能设计控制系统。 第二，PID的3个动作各有其物理的意义，对于使用者来说非常容易懂。第三，只要有电阻、电容和电感，就能简单地设计出控制电子线路，在计算机不太发达的过去，如何实现控制器是非常重要的。

　　有关上述物理的意义，在时域上来说，P（比例）对应于“现在”，I （积分） 对应于“过去”，D（微分）对应于“未来”。在频域上来说，P是“增益补偿”，I是“相位滞后补偿”，D是“相位超前补偿”。

　　控制对象的特性越难把握，像PID控制这样比较“粗的”控制就越显得重要。换句话说，我个人认为，对于能用模型充分描述的对象，不一定要特意采用PID控制，可基于控制理论来设计控制系统。

　　中国自动化学会 控制理论专业委员会
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