以软件为基础的PID控制可以更多的方式达到平衡，因而，许多供应商采用此技术。
　　多年以来，PID控制器几乎没有什么改变，基本保持40年代最初推出时的结构。原因是控制工程网版权所有，这几十年来，它的功能都体现在硬件上——气动、电气或电子控制器，而且，PID控制器在算法上不容易更改。
　　随着软件为基础数字控制器的推出，这一情况彻底改观，现在出现了各种各样不同类型的PID控制器。
　　但是，它们真的能让我们受益非浅吗？ 还是，只是个说服我们去买DCS或是其他控制器的小花招呢。

　　PID不再一样
　　PID是运用最广的控制器算法，在过程控制中最常见。当我们说“PID控制器”时，我们得明白它其实包含了3个概念：比例、积分和微分控制。
　　早期www.cechina.cn，一些不同的供应商提供完全不同的类型，如相互作用和不相互作用的PID。但是只要控制器的性能是体现在硬件上的，生产不同类型的PID控制器就显得麻烦而昂贵了。
　　数字式控制器和系统的出现突破了这一限制，它用软件来实现控制功能,以公式形式表示，修改方便且成本低廉。
　　因此，现在大部分DCS系统都采用几种不同的PID，或者至少能设置选项改变PID特性。

　　3种形式PID
　　如今www.cechina.cn，控制系统中有许多不同类型的PID，在特性上它们大相径庭。有时使用它们的几率却也不高。那么，是这些PID形式用处不大，还是使用者不明白其中的使用价值呢？
　　DCS说明书总是提到一些特殊的PID形式，却从不给出诸如是什么，以及如何使用等问题的充分的资料。供应商的培训课程也是如此。
　　下面一起来看一下以下3种PID形式或选项，看看它们能带给我们些什么：
　　--选择比例作用
　　--Smith预估
　　--非线形差方PID

　　（1）基于误差或过程变量的比例作用
　　比例控制中，与给定值和测量值或过程变量（PV）之间的误差成比例关系。
　　此类控制的一个典型特点是所谓的比例反弹（proportional kick,P-kick）,它是由阶跃误差引起的控制器输出中的阶跃变化。P-kick可加速环路中的响应，因而，在允许范围内尽可能地加强它。当然，一旦过量，环路也会很快不稳定。
　　给定值的改变一般是个阶跃变化。然而，当扰动影响了控制过程，过程变量和误差就逐渐改变，不再是阶跃变化。因而，形不成P-kick,控制器的响应缓慢。
　　为补偿系统，可加强比例作用，控制器对扰动的响应会改善。但如果不稳定，给定值改变，就至少会产生一个超调量。
　　很长一段时间以来，人们尝试很多方法以解决这个问题。如，内部过滤给定值。然而一个简单而有效的方法是使比例控制器只对PV响应，而非误差。
　　换句话说，有了这一选项，控制器能被很好的设置和调整，可处理给定值改变和扰动的问题。充分利用这一特性，就需要一个能涉及以上两方面的调整工具。

　　（2）Smith预估
　　虽然PID在过程控制中适用范围很广，但它要解决积分控制器（I-controller）中所固有的死区时间（deadtime）的问题。
　　1957年，O.J.M. Smith提出一种方案，能完全解决这一问题。简单地说，他提出以过程动态模型的输出作为PID输入信号。此模型被描述成过程的短暂行为，就像不存在死区（deadtime）一样。这样，PID可进行很好地调整，并保持稳定。虽然看起来这是一种迂回的方法，但却证明有效。
　　如今www.cechina.cn，以预测控制器为基础的易于使用的模型（MBPC）被广泛的使用。但当Smith预估和前馈控制合并时，有时也会产生问题。

　　（3）非线形差方（error squared）PID
　　PID原形公式中，在输入和输出间设定一个线形关系，这就意味着，不管过程与给定值的相对位置在什么怎样，响应过程变化的控制作用总是一样的。
　　最典型的例子是液位控制。这里不再需要使PV严格地保持在给定值上，可以在一定范围内浮动。因此，不需使控制器对任何小的偏离都强烈作用。事实上，在允许的的范围内，不需要它做出响应，因为这可避免后部控制的不必要扰动。只有在扰动过大时，控制器才动作，进行控制。这种特性是非线形或差方（error squared）PID控制器所特有的。
　　非线形控制器的缺点是调整不太方便www.cechina.cn，但配置合适的工具，如TOPAS(www.act-control.com)，用户指定扰动允许范围，就可解决这个问题。

　　小结
　　看了以上3种控制系统中使用的PID形式，其中两种优点明显，且使用方便，尤其是Smith预估法。对操作性能的要求日益提高，能提高控制器性能的简单而有效的方法就不容忽视。在选择或订购新DCS时，这些是检查PID特性、类型和功能的有效方法。