|
大多數工業過程可以按照控制器需要的方向變化。當控製器把更多的燃料供給爐膛裏的燃燒器時，溫度上升；當控製器關閉管道裏的閥門時，流速下降；當控製器增加馬達驅動輸送裝置的轉速時，速度增加。控製器的動作常常會使一些過程上下波動，但是過程變量的第一個反應通常與控製力朝著相同的方向。
然而，卻有一些很少見的情況是，過程變量在控製效果增加的情況下先降後升。我們來看工業鍋爐。當蒸氣離開鍋體前往下一工序時，需要增補一定的液態水以保持內部液位基本不變。這通常由一個反饋控製器來實現，控製器測定了沸水的高度並且通過控製進口閥門將液位維持在這個高度。 
但是，如果增補進來的水太冷，鍋內的熱水就會冷卻並縮小體積，從而引起水平麵下降，即使繼續補的水更多一點也是如此。如果控製器的液位傳感器把沸水頂部的泡沫當作水位，那問題就可能更嚴重。當進水衝毀了泡沫時，會出現比正常更大的液位差，從而產生進一步的動蕩。
逆向變化
趨勢圖表顯示了這種“逆向響應”現象。當控製器提升控製效果，給爐體注入更多的水時，過程變量會發生先降低然後再開始提高的現象。用學術術語來說，一個具有逆向響應特性的過程是一個“非最小相位（non-minimum phase）”。在鍋爐行業，這種現象被稱為“縮脹（shrink-swell）”現象。
逆向響應誤導了控製器，使它相信過程變量在朝著錯誤的方向變化。除非控製器知道過程變量會很快走回正規，一般情況下控製器會逆轉自己的方向。這能使過程變量在短時間內顯示正常，但是最終將使其逆向變化，同時也迫使控製器再次逆轉自己的控製方向。這二者會繼續相互追趕，形成無限的振蕩過程。
控製器的耐心
幸運的是，控製器可以被賦予等候暫時的逆向過程動作結束的耐心。一個PID控製器就能達到這個目的，它通過調試給控製器設置一段空載時間，(請參閱“Dealing with Deadtime”，Control Engineering，2005年7月號)。這樣可以使控製器的反應速度慢到可以忽略暫時的逆向過程動作的程度，但同時這也會延長過程變量到達設定值的時間。
翻譯：錢舒
|
