Lambda整定是不是基于內(nèi)模控制(IMC)的整定方法？”。IMC-PID是指利用內(nèi)模控制原理進(jìn)行PID參數(shù)整定的方法。首先說(shuō)結(jié)論：Lambda整定不是IMC-PID。

1982年C.E.Garcia和M.Morari提出具有模型、控制、反饋環(huán)節(jié)的內(nèi)模控制結(jié)構(gòu)。基于內(nèi)模控制的PID整定方法不可能早于1982年。自衡對(duì)象的Lambda整定方法是1968年EB Dahlin提出來(lái)的。Lambda整定的理論基礎(chǔ)是1957年Newton，Gould和Kaiser的分析設(shè)計(jì)方法。簡(jiǎn)而言之，一旦知道了過(guò)程模型并且選擇了閉環(huán)特性，該方法就可以直接合成所需的控制器。知道被控對(duì)象的一階純滯后模型參數(shù)就可以根據(jù)過(guò)程模型和期望的閉環(huán)時(shí)間常數(shù)直接得到PID控制器參數(shù)。

內(nèi)模控制(Internal Model Control,簡(jiǎn)稱IMC)也是一種基于過(guò)程數(shù)學(xué)模型進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)的新型控制策略。IMC-PID針對(duì)一階純滯后模型使用某種純滯后近似方法可以得到和Lambda相同的PID控制器參數(shù)。當(dāng)使用不同的純滯后近似方法或者不同的動(dòng)態(tài)模型時(shí)IMC-PID也可以給出相應(yīng)的PID參數(shù)。

從原理上Lambda整定和IMC-PID都是分析設(shè)計(jì)方法的一種。Lambda整定方法出現(xiàn)的更早，而IMC-PID可以考慮各種被控對(duì)象模型。針對(duì)多容、反向、欠阻尼等高階自衡對(duì)象，基于響應(yīng)曲線工程化的Lambda整定方法和IMC-PID采用了截然不同的思路。一般說(shuō)IMC-PID要采用系統(tǒng)辨識(shí)確定高階模型的參數(shù)然后再通過(guò)設(shè)計(jì)方法確定PID參數(shù)。

而基于響應(yīng)曲線工程化的Lambda整定方法只需要根據(jù)響應(yīng)曲線確定控制模型的三個(gè)參數(shù)(穩(wěn)態(tài)增益、時(shí)間常數(shù)、純滯后時(shí)間)然后選擇合理的λ就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的穩(wěn)定控制。而且這種方法適用于欠阻尼、過(guò)阻尼、反向、大純滯后等自衡對(duì)象。如下圖所示。



針對(duì)積分過(guò)程，如果直接使用IMC-PID則會(huì)得到純比例控制器。這種純比例控制器由于克服擾動(dòng)時(shí)存在余差沒(méi)有什么工業(yè)實(shí)用價(jià)值。基于積分對(duì)象的階躍響應(yīng)特性類別自衡對(duì)象的Lambda整定方法和積分對(duì)象的特征，我們給出了一個(gè)工程化的積分對(duì)象Lambda整定公式。這個(gè)整定公式在不同文獻(xiàn)中給出的并不同。基于響應(yīng)曲線的工程化Lambda整定方法如下：



基于響應(yīng)曲線的工程化Lambda整定方法，實(shí)際上和1968年提出的時(shí)候已經(jīng)有了很多改進(jìn)。這些改進(jìn)是我們最近做的一