有些PID控制器可以進行動態的自我整定，但是這並不容易。

　　盡管比例-积分-微分控制器或叫“PID回路”事實上作為工業反饋控製方麵的標準已經超過65年了，但是使用它們並不簡單。為了使PID回路工作到最佳狀態，它們必須在一開始就進行整定以適應每種應用場合，然後還得周期性地進行反複整定以保持其理想的閉環回路特性。
　　“自動整定”控製器可以通過自動地響應請求以生成合適的整定參數來完成整定。當控製功能失效時，操作人員隻需要按動“整定”這個按鈕並觀察控製器的整定功能對過程進行操作，直到有足夠多的符合過程自身特性的輸入/輸出數據。
　　一旦反饋控製功能啟動後，整定功能就可以給出一套P，I和D的整定參數並得到理想的閉環回路行為。大多數自動整定技術就是簡單地模仿一位有經驗的控製工程師在第一次將回路連線時所做的事情。
　　連續地反複整定或“自整定”是更為困難的挑戰，因為整定和控製功能是同時進行操作的。控製器必須持續地保持過程變量在規定的範圍內，因此它必須試著了解過程變量是如何對控製量進行反作用的。（見“基本自整定控制器”圖表）。
一個自整定控製器包括一個傳統的PID 控製功能及一個自整定功能通過不斷更新控製
器的P，I 和D 的整定參數來達到保持最優化閉環回路的性能。一個自動整定器與自整
定控製器相類似，唯一不同的是自動整定器的整定操作隻進行一次，然後通過計算生成
閉環回路控製的參數。很多商業化的PID 控製器都包含自動整定及自整定這個兩個選項，
許多供應商對於這兩種功能都是可以互換的。

　　不幸的是，這些功能都是相互對立的。保持過程變量穩定就會削弱對於過程行為有用的整定功能，反之，模擬整個過程可以了解對控製量如何反應會減弱控製功能。
　　而幸運的是，總有幾次當控製量和過程變量無論如何波動的時候，閉環回路運行的依然正常，而且大多數的自整定器被設計成可以利用該情況。

　　極點整定
　　一個極點的變化對於顯示一個過程的輸入/輸出行為是特別有價值的。不需要將閉環回路離線，自整定功能就可以觀察過程變量是如何對於每個控製量進行反作用的，而控製功能試圖通過現有的整定參數得到一個新的極點。如果反作用是有滯後的話，整定功能可以替代掉一些更為激進的整定參數，反之亦然。
　　將整個閉環回路係統當成一個簡單的過程是其中一種方法，而極點的改變作為一個階越測試可以生成閉環回路係統的增益和時間常數量。相對應的開環回路過程的值可以從這些結果中得到，而且使用一係列傳統的整定定律可以將新的整定參數都計算出來。日本橫河公司的UT100溫度控製器對其基於Ziegler-Nichols階越響應整定定律的程序作了些改動。
　　不幸的是，當控製器的目標是永久維持一個給定的壓力，液位，流速或溫度值時，極點的變化在很多過程控製應用領域是很少見的。極點整定在批量應用上更為有用，如在多相位加熱和冷卻操作，極點的變化就很常見。

　　抗擾整定
　　基於過程對擾動的反作用來對回路進行反複整定甚至更為困難。由於控製作用和過程變量的變化很劇烈，因此控製功能試圖對擾動進行補償，但是過程變量對控製作用，額外的擾動，測量噪音或這三種作用的混合是否有反作用通常並不明顯。如果整定功能假設所有的過程變量的波動都是由於控製作用，那麼它對於過程行為的理解很能有偏頗，因此它的修正整定參數可能並不是最理想的。
　　最早對於這問題的辦法就是要求操作人員監控整定功能。基於在反複整定前觀察額外的擾動，操作人員可以中止整定操作並等待另一個單獨的擾動也出現。然而，讓操作員中間幹涉的話，會使得自動化自整定控製器的主要作用失去意義。
　　不需要操作員的判斷又可以確保整定功能隻有當控製作用及過程變量是個“極限循環式”或“探索式”。當過度激進的整定引起控製功能對於過程變量和極點間錯誤過度反應的時候，一個極限循環產生了。這樣使得控製作用的結果影響如此之大以至於它可以使控製變量越過極點，導致產生一個與原來的錯誤一樣嚴重的錯誤，不過這個錯誤是反向的錯誤。接著控製功能就將過程反向並且無限次的重複錯誤，導致一係列持續的振蕩。

　　
　　一些自整定控製器在試圖反複整定回路前會等待一個極限循環的發生。現有的整定參數和
極限循環的周期（Tu）是通過極限循環法來進行反複回路整定所需的一切參數。

　　極限循環並不隻是可以被簡單的檢測到需要反複整定的要求，當計算出一套改進後的整定參數時，它會給予整定功能大量的輸入/輸出數據以方便其適應新的參數。UT100 同樣有這個功能的選項，使用的是經過驗證的Ziegler-Nichols極限靈敏度法。（見上述的“回路整定的基本原理”）。RKC儀器公司的SA和CB係列數字式溫度控製器，歐姆龍電子公司的ES係列過程控製器以及Gefran公司的GFX4/GFXTERMO4功率控製器都是使用極限循環法來進行回路整定的。

　　替代技術
　　自整定控製器在開始運行補救式的反複整定前需要等待一個極限循環的發生，然而這會導致產生超過一些過程可以承受的變化而且在延長周期內允許產生整定錯誤。自整定功能可能分不清哪些是真實的極限循環哪些是由於內環回路耦合，控製值的死區或循環的擾動所造成的周期性的振蕩。
　　一個更為精確的方法是在過程行為的所有輸入/輸出數據中找尋線索，而並不隻局限於正弦極限循環中。Ascon公司的Gammadue係列X5過程控製器（Athena控製公司自主品牌Platinum係列過程控製器同樣也是如此）是通過在頻域內的每次擾動後對控製作用及過程變量進行分析。
　　自整定功能可用於艾默生過程管理公司的DeltaV自動化係統的InSight，創建了一個輸入/輸出數據的數學模型，通過該模型合適的整定參數可以由IMC（內模控製）或Lambda整定定律來獲得。基於大部分現有的輸入/輸出數據對於已有的模型是否合適，模型可以用來指示對於過程行為的理解度是否足夠。一個緊密的配合表明具有一個更為精確的模型以及更為可靠的整定參數。
　　InSight也使用其過程模型來生成一個 “整定索引”，該“索引”是用來顯示一旦具備新的整定數據後預期的百分比變化度。整定索引也可以指示哪些回路需要反複整定。

　　自動，但不簡單
　　不出所料，大多數自整定技術的供應商對於要展示他們如何達到所有的功能及性能感到很猶豫。盡管基本的PID控製算法已經為人盡知，但是一個特定的自整定控制器如何分析有用的輸入/輸出數據及生成整定參數的一套機製通常很難解釋清楚。
　　這對於工廠的工程師來說可能是個問題，可能成為自己過程值得信任的控製係統對於自己來說卻像一個神秘的黑匣子。這個在考慮中的特定的自整定技術是否能夠應用在一個特定的場合是很難事先確定的。以往的事例可以給製造商的選擇予以幫助，但是性能不能得到保證。
　　當自整定功能生成每套新的整定參數時，自整定技術的不確定性就變得尤其的突出。除非操作員在該技術被實施前複查一遍結果，或是自整定功能不知何故確定了它已經生成的答案是否是可靠的。有很多時候新的整定參數會將回路後續的性能變得更糟而不是更好。

　　收益
　　諷刺的是，糟糕的控製功能經常導致控製作用及過程變量的波動更為劇烈，而這些信息對於整定功能來說更為有用。如果整定功能可以認識到問題並對可疑的結果進行標注，這個還是有用的。一個配有Accutune III算法的Honeywell通用數字式控制器知道什麼時候計算出的P，I和D參數不符合實際並通知操作人員。
　　即使自整定技術現在並不完善，但是它所得的利益值得去冒這個險。一個由於長期作用（諸如：設備磨損或環境條件的改變）而發生時變行為的過程，很難用一套固定的整定參數來控製。一個自整定控製器可以追蹤過程變化的增益和時間常數並且調整自我的整定值來與其匹配。
　　即使一個固定的過程也可以得到其變化的增益和時間常數如果它是完全的非線性的話。舉例來說，控製pH需要在等價點附近有更為保守的控製作用。一個可以檢測到過程中微量的變化的自整定控製器可以消除其相應的整定參數。

　　自適應控製源

　　一個自整定PID回路是“自適應”控製器的一種形式，該控製器不但可以自動地調整應用在過程中的單一的控製作用，也可以調整過程的整個控製策略。對於過程變量和極點間的校正錯誤它可以根據閉環回路係統是如何運行的來決定是變得更激進或是變得平緩。

　　翻譯：江旭強