由於PID調節器規律簡單、運行可靠、易於實現等特點，PID控制器仍是目前工業生產過程控制系統中應用最廣泛的壹類控制器。然而，隨著工業過程對控制性能要求的不斷提高，傳統的PID算法已不能完全滿足生產實際的要求。為此不少學者在現代控制理論的基礎上建立了壹些新的控制算法［１，２］及PID參數的自動整定方法［３］，但許多算法在工程應用過程中比較復雜，特別對於多段溫度控制系統，在升降溫過程中會出現振蕩等現象。為此，將常規PID控制器與自校正算法相結合並利用人工智能系統使其在系統狀態變化的每壹時刻自動調節PID參數，讓控制過程時刻處於最優狀態是每個編程人員都力爭實現的。為了達到這種目的，筆者利用改進的Z－N算法與人工智能結合，完成PID參數的初始值設定，利用測量誤差改變調節器步長的方法實現PID參數的自動整定，在大型加熱爐的多段溫度曲線控制中取得了非常滿意的效果。
1利用Z－N算法獲得PID參數的初始值
Ziegler Nichols方法(簡稱Z－N算法)是基於簡單的被控過程的Niquist曲線的臨界點計算PID參數初值的方法。它采用的整定準則是要求系統的暫態過程衰減率為0.75，其最大優點是計算方法簡單，使用方便。但實際過程中，許多工業對象對自動控制系統的要求各不相同，生產過程的暫態衰減率不同於0 75。因此，本文采用修正的Z－N整定方法，即利用4∶1的衰減比性能準則獲得PID參數的初始值。
給系統施加壹階躍輸入U(可取U為40%功率)，由於溫度控制系統有壹S形響應曲線，可以利用壹階延時系統進行近似：
U(s)／T(s)＝Ke－τs/(1+Ts)
假如溫度達到50%和75%時所用的時間分別為：t1、t2，如圖1—1。則根據Z－N調諧器調諧準則：