要想把PID用好，首先是要把PID的核心能力搞清楚。很多老師都理論功底深厚、學術研究扎實。把PID參數整定的原理搞清楚，PID參數整定研究既需要關注理論也要強調知識簡單化。對Lambda整定方法進行頻域分析后，我們逐漸認識到：在負反饋框架下PID威力非凡。
2017年郭雷院士在《中國科學：信息科學》上發表了一篇研究論文“PID controller design for second order nonlinear uncertain systems”。這項研究證明了對二階非線性不確定性系統，如果非線性不確定函數的偏導數的上界已知，那么就可以選取三個常數(PID)使得系統的軌道保持有界，并且同時還能讓被控系統的位置收斂到任意指定點。實際上，PID參數的選取還具有相當的靈活性，它們可以在一個無界的三維流形上任意選取。PID控制閉環系統無論對非線性函數的不確定性還是對控制器中三個參數的設計，都具有大范圍魯棒性(稱為雙邊魯棒性)。
簡單說就是任意對象都有無數組PID參數保證閉環穩定。工業界一般不會懷疑控制算法的效果，雖然工業界發明了PID但是把PID的能力證明出來工程師干不了。工程師是為了解決問題強調know-how，科學家是為了研究原理關注know-why。
工業界更關注：強因果單變量控制問題如何獲得滿意的閉環性能。當然有大量的特殊情況PID都能力有限，需要研究新的控制算法。但是人造系統中的強因果單變量控制找到一種類似PID的普適簡單的更高效算法并不容易。
模型預測控制為什么工業上大量應用因為它解決的是多變量動態約束優化問題，這個問題PID并不擅長。PID好比勤快的小兵模型預測控制好比考慮全面的技術員。把APC做成單回路替代PID不是算法的問題是人的水平問題。
對現場工作的工程師而言PID足夠了，工程師更應該學習使用簡單方法和有效資源創造性地解決工藝需求。盲目技術崇拜追求智能算法往往解決不了問題。沒有實現技術解耦和民主化就不能自己掌握自己的命運。商業上總有人宣稱自己有神奇的控制魔法可以革命性提高自動化，是因為總有人對PID的能力沒有信心又缺乏解決問題的能力。要什么給什么這是商業宣傳不是技術邏輯。口吐蓮花如果能口吐工業品我們就不用千辛萬苦的運行裝置設備了。
過程工業工藝參數控制中，70%都是簡單對象只要知道邊界任何一組PID參數都能搞定，20%的復雜對象因為控制要求比較低，精心整定的PID也能搞定，5%的復雜對象，控制要求和被控對象沖突時，通過控制方案設計使用組合PID才能搞定。還剩下5%PID可能真搞不定，100多年的三參數算法也很正常，有缺陷才需要研究才會進步。任何控制先用PID試試總沒有錯，結果是PID控制的也還行。
現場的實際控制問題往往是設備問題、工藝問題、參數問題、方案問題、組態錯誤。現場很少有控制算法的問題！現場的控制問題很多很普遍根本原因是沒有找到問題的關鍵。“關鍵的問題就是找到問題的關鍵”。解決問題不僅僅靠經驗積累也需要學習知識和改進思維方式。
知道PID的能力還是解決不了問題，要想發揮PID的能力還需要做點工作。PID參數整定與復雜控制是問題的兩個關鍵。把問題研究明白后就要把復雜的知識簡單化。把頻域分析、拉氏變換、零極點的難度降低到響應曲線畫圖的難度，找到普適的整定方法，將三參數的PID整定減少為兩參數的PI整定，再通過固定積分時間減少為單參數整定。這些都是我們做的工作。但是實際上即便如此PID整定也不是一件容易的事情，特別是解決具體問題時不僅僅需要系統思維而且還有很多邊界需要知道。
真正解決問題需要知行合一、學以致用。PID具備解決過程控制的能力，但是說到底PID只是工具要發揮工具的威力更依靠人的能動性。PID是過程控制的第一性原理，作用要比交通工具的輪子，如何用是問題的關鍵。
PID利萬物而不爭，簡單高效奧妙無窮。
作者：馮少輝
