PID智能调节仪比较适用的是低阶LTI系统,特别是三阶以下的。确切的说,单入单出、三阶一下、LTI系统。(PID提供三个参数自由度,视具体情况,有的系统三个已经足够,有的甚至只需要两个、乃至一个)。或是高阶系统,但可以串级控制,或者本身就是纵向级联系统。每一级都是三阶以下的,每一级引出个反馈用PID控制。形象点,是深度系统。当然有时候,几入几出,耦合不是很强,也可以。
但十几入十几出以上的宽度系统,耦合强的话,那用PID调经常是很难的。还有无法串级的高阶系统也是问题。
有的系统需要自适应,比如地铁的自动驾驶,每站上下人,所以每站质量会变;在比如云台不能随便换挂载。
时延系统。即使常数时延,预估器太脆弱,加大反馈又有饱和限制。而如果只知道时延的大概范围,就更难处理了。
遥想未来:达到相对论效应不可忽略速度的飞船;达到量子效应不可忽略精度的操作;等等。
对精度要求很高的系统,一般是variance降低多少就可以获得多少效益的系统。特别是阶数一高,输入输出一多(且带着强耦合),往往光靠PID则不行。
有较的模型,且对控制性能要求较高时。
非线性较强,时变系统。
多入多出系统。特别是变量较多,或耦合较强时。解耦方法比较难调。
有约束的系统。其实所有系统都有约束,至少有个饱和环节吧,比如马达高转速。但很多时候,可以基本忽略。如果不能忽略,PID就无能无力了。
这里岔开一句,其实状态估计就是个反馈控制器,目标是让状态估计的方差小。Kalman滤波,针对LTI系统,高斯白噪声是优的,但Kalman滤波是个非线性时变的。如果换成LTI的(当然包括PID),就不是优了。 |