“一个过程控制装置可能有成百上千个PID控制器。众所周知，它们中的大多数都处于手动模式，调得不好，或者根本没有调，而是保留了出厂设置。1993年，(Ender, 1993)提出了一项对“数百个运行工厂中数千个单独控制回路”的调查。调查显示，30%的控制器在手动模式下运行，超过30%的控制器调试不良。同年，(Bialkowski, 1993)提供了类似的审计数据，显示只有20%的控制器工作正常，30%的控制器调试不良，其余的控制器有设备问题或回路设计不良。
2002年，(Desborough and Miller, 2002)对26000个控制回路进行了调查，结果表明情况并没有改善。他们发现，三分之一的回路工作正常，三分之一的控制器调得不好，最后三分之一的回路控制器在手动模式下工作。”
尽管看起来PID是很简单的控制算法，但是现场用起来还有很多问题。这个现场具有普遍性。如果基础的、基于反馈消除不确定性的PID控制都用不好。其他任何想提高生产过程自动化水平的方法，都很难发挥作用。所以做高级算法的实施，一定要从底层逐级实施，才能发挥作用。反过来如果PID不能很好的发挥作用，高级算法就是空中楼阁、绣花枕头。在一个控制优化项目中，判断一个控制优化项目到底有没有效果的一个必要条件是：基础PID首先要发挥作用。
为什么会这样呢?为什么这么多PID控制器仍然没有正确整定？Tore教授认为：虽然有1700个整定公式，但是整定方法还是不够简单，再加上工程师时间不够用，导致问题依旧。笔者对这一观点有不同看法。如果是整定方法的问题，工业上推出PID自整定软件也有很多年了，但是实际上现场的PID的应用情况并没有改善很多！PID算法本身很简单，但是PID投自动不仅仅是PID参数的问题，而是一个非常复杂的系统问题。装置是如此的复杂和不确定，在该装置上的PID投自动也是复杂系统的一部分，必须有系统观和全局观，周全考虑才能实现PID投自动。形式简单的PID使用起来并不简单。而且因为装置的不确定，所以被控对象也是不确定的，基于精确模型的整定方法往往费力不讨好。
反馈是控制的核心，PID是控制的代表。PID虽然形式简单，但是在反馈加持下，PID在一百多年的时间里，跨越了气动、机械、电动、电子、数字时代，一直是控制的主要算法。因为PID立足现在、综合过去、展望未来，是伪装成简单算法的人类解决问题的哲学思想。
简单形式的PID普遍适用于单调被控对象，包括大纯滞后和大时间常数等。而且使用合适的PID参数，可以克服被控对象参数的不确定性，实现保证闭环系统的鲁棒性。Lambda整定PID，对所有一阶纯滞后被控对象，都可以获得闭环性能的一致性。
我们对原Lambda整定方法进行了一系列的工程改进。改进工作集中在简化与扩展。简化工作包括只使用PI不使用微分、用响应曲线画图代替系统辨识、使用三参数描述所有自衡和积分对象。扩展工作包括推广到所有自衡对象、积分对象整定方法的改进、纯滞后对象整定方法的改进、大时间常数被控对象的改进等。
PID控制算法本身-用比例、积分、微分三个基本动作解决无数复杂系统的调控问题。简单的PID体现了对复杂世界中本质的深刻洞察。如果说使用复杂的多参数控制算法展示了科技进步的话，那么使用简单三参数的线性PID，基于偏差循环迭代解决复杂控制问题，则展示了人类解决问题的智慧。这个诞生于1910年代的控制算法，历经百年演进依然活跃在现代工业前沿，恰恰证明其简单外表下蕴含着控制理论的精髓。真正掌握PID控制，需要工程师在理论与实践之间架设桥梁，在数学推导与物理直觉之间寻求平衡，这正是控制工程的魅力所在。
PID因简单而伟大，因成熟而永恒。
伟大源于对本质的把握，去芜存菁，直指核心。成熟不是繁复，而是历经锤炼后的纯粹与稳定。
作者：冯少辉博士
