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最近一直做DC-DC控制，结果发现问题越来越多，事实不是想象的那么简单，我根据《控制理论》中经典的PID控制设计了控制器只能在局部达到较好的控制效果，一但系统的参数或负荷有较大变化，效果马上变差。其实原因很简单，设计PID控制是根据模型设计的，所以先要选定模型参数，包括负荷大小。之后画波特图，把PID的转折频率和系统模型转折频率对上就可以了。这一切都是假定系统工作在某一点，可当系统变到另一点是控制参数就不能达到一样的效果了。所以自然会想到自适应控制，也就是说到达另一点时PID参数也随着系统变化而自动调整，但仔细想想，这种方法仅适用于慢过程，加入负荷时突变的，还没来及算，已经进入不稳定区了，看了自适应很难解决瞬态问题。
于是开始想其他控制方法，因为系统式非线性的，自然就想到SMC和MPC。首先要明确，PID实际上是一种线性控制方法，因为其是在频域上进行计算的，是根据波特图计算的，频域变换的前提就是线性。不过现实中很多非线性系统确实还在沿用PID控制，比如过程控制中的流量控制，显然是个非线性系统，但使用PID控制确实能达到很好的效果，即使流量变化很大，并且PID参数设定方法也很有意思，先让系统振荡起来，根据等幅振荡设计参数。我想原因很简单，这类系统虽然用数学建模的方法很难描述，但都可近似为线性二阶系统，所以可以使用PID。
对于无法近似的就考虑使用其他方法了。
首先是SMC，滑模控制，其原理是基于相平面描述法，也就是说使用的数学方法不是频域法，不是将微分方程变到频域去分析，而是直接在一个平面上描述每个状态运行的轨迹，寻找控制规律。其实这种方法在《控制理论》中也做介绍了。这种方法明显的优点就是鲁棒性，因为只要系统的轨迹趋势不变，就一定能稳定到达滑模区，不过该方法有一个缺点就是抖振，我想这是必然的，因为滑模区控制总留有一定裕度，不可能是一条直线，这也是开关方法的必然结果，但PID控制就不会有抖振。
其次就是MPC控制了，基于模型的预测控制，他的思想是基于最优控制理论的，既泛函的数学基础。既在一定约束条件下，选择哪一条路径到达目的地效率最高，在MPC中就是如何确定未来的输入是误差的均值或方差最小。没有对这种方法做过实际的研究，但感觉这类方法不太适合用于系统中有快速突变的状态。
控制的方法还有很多，我想最重要的是那种控制能够适合于哪种系统，能够满足控制性能指标，如鲁棒性，自适应性，快速性，精确性。
不过还是老生常谈的那句经典名言，一个系统不可能全部实现所有的指标最优，关键是如何寻找一个平衡点，使系统能正常运转，而这也正是研究的关键。
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