仅仅一种分析方法对PID调节来说，也许不能解决所有的问题
在近期的文章中，我们讨论PID控制器，讨论其成功的关键因素。另一方面，我们也用近似严格的眼光审视这种控制器的弱点，这里我们讨论哪些目前在调节种仍然存在的问题和困难，尽管多年以来，这种控制器已经有了大量的应用，并积累了各种各具特点的调节方法。让我们进一步仔细看一下各种不同的调节方法，以及其中涉及的各种问题吧。
艺术
即使是现在，大多数PID控制器仍然采用手动调节方式，进行反复的试验。很多控制专家青睐这种方法原因在于，不需要技术上的大量准备工作。另外还有另外一个原因，能产生合理的结果，不需要做任何工厂测试工作，通常在我们使用一个计算方法时都需要这类测试工作。 无论这些测试时在开环还是闭环状态下进行的，这都是“额外”的工作，因为测试运行人员一般都不喜欢测试工作，因此我们需要使这些员工更愿意更持久地推行这些调
但从负面影响来看，测试和错误调节会浪费大量地时间。
没有系统地方法能给出最终结果，因此需要凭借用户的经验和想象。换句话说，需要依靠自身的能力来提炼信息，这些信息蕴含在过程变量的各种现象以及控制器输出结果中，并且需要将这些发掘信息转化为对控制器设置的有意义的调节。
显然，这就像是一种艺术，但，不可避免地我们需要面对一个明显的弱点：并非每人都是个艺术家，也就是说，大致来说，最终产生的结果却相当普通。事实由工业厂商所有控制器的性能研究中可以体现。有趣的是，这些体现系统性能提高的数字一直一来都没有什么大的变化。当你开始考虑当今的控制系统的能力和性能不断提高时，这却是越来越成为一种阻碍。
结论就是，如今大多数用户比起二、三十年前的用户，在知识或经验的积累上都没有当初那么丰富。他们的技术水平，几乎都是一样的，尽管所有的研究和技术理论在进步。出现这一情况的原因就在于用户培训上存在弱点。在各种培训中，“现在我终于明白了… ”这句话是出现频率几乎是最高的。
科学
作为一个调节的方法，一个是可以更科学的、更具技术性的方法，也就是使用哪些已经经过岁月沉淀的成熟方法。
我们根据计算需要的基础数据，将各种调节方法分成两类，
第一种，使用最为广泛的方法，基于过程参数的方法；第二种，使用的频率比较少，基于闭环测试的输出，设定值的改变。
过程参数通常来自开环测试，是第一种方法， 因此这些方法通常指开环的方法。让我们对比这两种方法。在此，我们不会过多关注细节问题，我们只是看这些方法的优势劣势。
开环方法
虽然开环方法具有其优点，它采用过程参数，能使我们聚集更多的与过程特性相关的有效信息。对过程了解的越多，就能越好的进行控制。
此外，开环控制方法给我们个机会去在困难的情况下计算调节调节参数。在过程或运行中一旦出现什么改变，能及时预测这一改变产生的影响，停滞时间(deadtime)通常与工厂的产量相关。因此，如果我们知道产将将降低x%，我们就能立即知道deadtime会增加相同的百分比。这样，我们就会有所准备，更新的计算机设置，当改变在运行中出现时，不需要任何测试工作。
从负面因素来看，我们必须证明一个开环测试的需求，这并不能让操作人员感到高兴，甚至有些时候这是无法实现的，操作人员是不会让一些回路成为开环的。这有一个办法是，根据“正常”运行数据估计过程参数，尤其是没有足够的信息或有太多的扰动时。但是，这些方法的结果最终都不是十分完美的，
此外，我们需要仔细检查，是否我们采用得方法的确是相当适合的。其中的一些方法（例如，Cohen-Coon）曾经获得很大发展，特别数字系统不存在，而且每个控制器都在0-100%范围内工作的时候。当然，那时不需要将控制器的测量范围统计在内。对于现在的DCS系统，这就是必须的，需要我们详细说明工程单元的范围。有趣的时，几乎所有的方法都会计算PID方式，不
是工程单元，而是标准化的范围，就像过去的模拟控制器。还有一些事情更加让人费解，在仅使用时间常数来计算积分时间或停滞时间恶劣事件的完全遗漏上，一些调节方法几乎不能适应的困难过程，这个弱点比较难理解。有时，这会受可控制性比例的影响，比例是在停滞时间和时间常数的比，与时间常数和停滞时间都相关，但是，当在计算过程中，会只归结到时间常数。
最后，我们必须表示，开环的方式不能反应所使用的控制器的特性，特别是系统和系统之间或供应商和供应商之间的PID公式中的不同。
闭环方法
闭环方式就没有这个缺点，这种方法指 PID调节的计算是基于设定值输出，控制器处于在自动模式下。在这种情况下，结果包括所有在回路中表现出来的元素和特性，或是针对过程或是针对控制器。因此，闭环测试给我们一个更为完整的情况。
但是，闭环回路测试也有些自身的弱点。原先的Ziegler-Nichols方法十分简单，但是是根据需求的，在实际应用中，在许多过程行业中
听起来相当不错，但是仍然需要严格的限制，只有在测试是在纯P控制器的情况下，此方法能提供精确的结果，。在过去的一段时间内，我们已经开发出一个较为相近的方法去处理PI控制器，但是这个想法应该向更高的精确度发展。在测试过程中，我们必须保留完全控制。
但是，迹象表明，即使在不远的将来这也很难实现。因此，我们仍然只能耐心地等待科技给我们带来给多可能。
回归艺术？
因为闭环方法的缺陷，在大多数情况下，都采用开环方法。但是，无论我们采用了哪种方法，有一个事实，我们必须清楚的了解，所有这些方法永远都是站在起跑线上的，它们会越来越完善，但是永远都不是最优状态。
考虑到开环方法，所有都是基于各种假设和简化条件下：就像我们前面说过的一样，
当然，所有的方法都或多或少的假设了一些理想的条件。不太考虑任何不完整的条件，如测量中的噪音，粘滞阀，或两个回路间的相互反应。现在一些对PID调节的影响能被计算在内，但是从相对增益分析（Relative Gain Analysis, RGA）, 这不是调节计算本身固有的。
使用这样的方法，节省了许多时间。而且，因为假设和简化的出现，带给用户的是良好的控制器调节。 这就要求同样的特殊技术和同样的良好经验，进行试验调节，这就把我们有带回了最初，调节PID的艺术。因此，即使当我们决定选择一个合适的方法，采用更有系统性或更有效的方式，我们仍然得使用我们得知识和我们得想象。
也就是说，在我们进行了这么长时间的讨论之后，我们的结论是：PID调节不仅是科学，而且是艺术，它两者兼而有之。
