何必“穿PC新鞋，走PID老路”

計算機時代的自控調節路條條，何必“穿PC新鞋，走PID老路”
                       ——一種“傻瓜溫控”程序的實現帶來的思考

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，控製效果好一點的表
，都標明用“PID調節”
，至少要設置“控製周期”“比例係數”“積分時間”“微分時間”dengcanshu，feikongzhizhuanyedecaozuozhehennanlijiezhexiecanshudeyiyi，jibianshikongzhizhuanyedecaozuozhe
，zhidaoqiyiyi
，danduixinshebei，zhexiecanshuyingshechengduoshao
，yebudeerzhi
，zhihaoshiyandechu。genghaoyidiandebiao，keyi“自整定”
，自動測出這些參數。溫度控製儀表按這些參數去控製設備的溫度。

最近
，用全新的思路，研究出一種精簡的溫控程序（隻有近2K字節的單片機程序），由於不需輸入意義不太準確的參數，也不需“自整定”操作，就能控製不同設備的溫度
，我把它叫做“傻瓜溫控”
，幾乎做到“即插即用”。
"傻瓜溫控"與普通的PID調節比：
1、不需自整定，調節參數隻有一個，是設備說明書上就有的——被控設備的使用溫度上限
2、調節過程中，超調小，波動次數少
3、改變設定值，跟蹤設定值快
4、可用於相互幹擾的多點溫控，如橡膠硫化壓力機的上下模板溫控。（此情況下PID調節無法自整定）
5、有自我完善能力，但不強。
6、本身是自適應的，自然不怕設備的參數變化
程序空間大時，還可做的精致些。

這是我第二個不用“PID調節”模式的控製程序。

開始編程時
，翻看有關自控調節理論書籍。幾乎所有書籍都是講“PID調節”，隻有這一種思路。

從中看到：傳統自控理論對各種被控對象特點作了充分的研究，並建立了數學模型，但模型幾乎都歸結為RLC網絡(電阻、電感、電容組成的電路）。於是在研究如何控製時，也集中於對RLC網絡(電阻
、電感、電容組成的電路）的研究，抽象出“比例係數”“積分時間”“微分時間”等調節參數，由於完全數學化，其計算公式複雜深奧
，很難與被控物理對象進行感性聯想。

本來
，熱力學有自己的參數：溫度、熱能、比熱、熱導、散熱等；動力學也有自己的參數：力、質量、力矩、速度

、加速度
、動能、位能等。根據這些參數及其自身變化規律（計算公式）
，就不能實施好控製？為甚麽一定要轉換為電路模型，用那一套轉遞函數
？

從一些書中找到答案：計算機時代前，不管您是熱力學，還是動力學的控製係統
，隻要用電控製，控製回路隻能由RLC網絡加運算放大器組成。控製輸出的改變

，不能想大就大、想小就小，反饋信號（偏差）通過RLC網絡，轉換為控製輸出，要受RLC網絡的“比例係數”“積分時間”“微分時間”等約束，於是隻好研究出各種RLC網絡，以對應不同被控對象，當時
，這是唯一可行的方法
，自然PID獨占鼇頭。      

現在已到計算機時代
，控製回路中幾乎沒有RLC網絡，它被D/A、A/D轉換加控製程序所代替。為了使傳統自控理論適應此情況，自控調節理論就把RLC網絡的一套公式數字化（離散化處理）
，讓控製程序代替RLC網絡！

改進是有的
，先是“自整定”；後有“專家係統”和“神經網絡” 等技術
，或分段采用不同的PID參數，或不斷修正PID參數等

，改進後的程序（公式）更複雜深奧。但從本質說，還是離不開PID模式，這就形成“穿計算機新鞋，走PID老路”，計算機並沒有給自控理論帶來“革命”性變化
，或者說沒有充分發揮計算機技術的智能。

計算機時代的控製
，可以根據偏差情況做到
，控製輸出想大就大、想小就小；可以左顧右盼從多角度分析，與時俱進不斷改變策略
；應該可以脫離RLC網絡規律，直接用本學科規律去控製，或用別的規律——天高任鳥飛。

“傻瓜溫控”congshebeiderelixueguochenglaizhaokongzhifangfa，guochengfenlianggebutongjieduan
，jiawenshi
，jiarenengliangfenliangbufen
，yibufenbianweishebeidechucundereneng，shiwendushenggao，lingyibufenweisanre，xiaohaole。shengwendaoshedingwenduxiamouyidian
，tingjiareyiduanshijian，tongguoliangzhongqingkuangxia
，wendubianhuadechayi，gusuanchujiarenengliangzhongliangbufendebilv
，gusuanchujiaredaoshedingwenduhaixushurudenengliang
，ancijiare，jiunengfangdadeguochong。daoshedingwenduhou

，jiarenengliangquanbugongsanre，zaiwenduweiraoshedingwendudebodongzhong，jiaojingquesuanchusanregonglv，yejiushijiaregonglv
，yongyiwendingwendu。

“傻瓜溫控”的實現，不完全取決於上述思路，還借助於計算機技術的另一用途——“仿真”
，就是用程序做成被控的“模擬溫度設備”，它的溫度被“控溫程序”控製，“控溫程序”令它加熱或停加熱，“模擬溫度設備”加熱或停加熱時的溫度變化應和真設備近似。可以說
，沒有“模擬溫度設備”，“傻瓜溫控”搞不成
，道理很明顯：

1
、“控溫程序”編好後要進行試驗
，其一、真實的設備要花錢、占場地；其二、真實的設備一次升溫要很長時間；其三、要在升溫中間停下
，看程序如何進行，或馬上修改程序是不可能的
，停下
，設備的溫度狀態就變了。用“模擬溫度設備”
，這些問題都不存在，能精雕細鑿地完善控溫程序
；升溫過程可快可慢，幾秒鍾就可升到需要的溫度；中間想停就停（控溫程序和模擬溫度設備同時停，設備溫度狀態不變），想改就改，改完繼續進行。

2、“傻瓜溫控”要適用於各種設備，就要對不同設備進行試驗
，不可能用那麽多的真實設備來完成這任務。“模擬溫度設備”創造了這個條件
，改動“模擬溫度設備”的參數就等於換了設備。編好相應測試程序，一覺醒來，計算機已將對一係列設備控製效果的檢驗報告打印出來。當然“模擬溫度設備”要能正確地代替設備。基本要求：已知一真實設備的升
、降溫曲線，有方法求出它的“模擬溫度設備”的參數。

概括起來，提醒在計算機時代搞自動控製的同行
，教或學都要：
1、不要隻盯著PID
，路寬著呢。非自動控製專業的人氏不要被PID的公式嚇住
，走自己的路，用本科知識加計算機編程能力

，就能編出好的控製程序。
2
、要學點被控對象學科的知識，溫度控製的學點熱工學
、傳動控製的學點理論力學
、調速控製的學點電機學等。
3、掌握建立被控對象的“模擬設備”方法和技巧。
4
、學點VB語言。“控製程序”可先用它編，“模擬設備”也可在上麵編製，同台調試運行，調試程序時用到的中斷、修改、顯示和保存過程參數值、人機界麵等功能，VB語yu言yan調tiao試shi平ping台tai都dou有you，而er且qie都dou很hen強qiang，得de心xin應ying手shou
，可ke精jing雕diao細xi鑿zao你ni的de程cheng序xu。我wo調tiao試shi單dan片pian機ji彙hui編bian程cheng序xu就jiu在zai此ci進jin行xing，可ke把ba一yi個ge活huo生sheng生sheng的de控kong製zhi儀yi表biao放fang在zai屏ping幕mu上shang。VB語言入門容易
，搞一般控製，入門知識就可以。

對此感興趣者，可索要進一步說明和“傻瓜溫控”、“模擬溫度設備”
、“傻瓜溫控”控件的運行程序。

           上海   黃惠生
                  HUHUSH1@163.com