研究表明，实际行业中60%的控制器存在性能问题。 那么是什么原因导致这些控制回路性能不佳呢？

控制回路性能不佳的最常见原因是控制器调整不当和缺乏维护。 据悉，工业过程自动控制系统中90%以上的控制器都是PID控制器。 这些控制器经过多年的运行，由于磨损等原因，执行机构和被控对象的动态特性会发生变化。 如果不及时维护，控制回路的性能将会下降。

第二个是由于传感器或执行器故障、输入/输出配对不当或设备/组件设计不良导致控制环路性能不佳。 特别是缺少前馈或前馈补偿不足时，如果处理不当，外部干扰会恶化环路的性能。 自由度不足、过程非线性强以及缺乏对大时滞的补偿等引起的控制结构问题也会导致控制环性能不佳。

主要从事过程先进控制与优化研究的中国科学技术大学自动化系副教授薛梅生指出，控制环性能评估是维持控制环高效、经济运行的重要技术。 工业过程。 根据运行数据的统计特性，可以对控制回路进行分析和估计。 工作状态。 其主要目的是提供在线自动运行程序，通过对运行数据的分析，为维护人员提供控制回路的工作状态。

控制回路性能评估的最早研究可以追溯到20世纪70年代。  1978年，DeVries和Wu提出了绩效评价的思想。  1989年，Harris提出了基于最小方差控制的性能指标，为单变量控制环的性能评估奠定了基础。 此后，基于时间的方法引起了业界的关注，并成为评估控制环性能的最基本方法。

1993 年，Stanfelj 等人。 将最小方差控制性能评估方法扩展到单变量前馈和反馈控制环路。  1995年，Tyler和Morari对Harris指标进行了修改和扩展，并将其应用于不稳定系统和非最小相位系统。  1996 年，哈里斯等人。 将单变量最小方差控制准则引入到多变量控制系统中，并利用多变量谱分解和多变量丢番图方程的解来描述多变量控制系统的性能。

在过去的10年里，业界提出了许多评估控制回路性能的方法。 这些方法可以在工作状态下监测控制回路并及时指出回路是否需要重新调整，而无需额外的测试信号。  2002年，Grimble提出了广义最小方差基准，将控制信号幅度引入到目标函数中。  2007 年，哈里斯等人。 将最小方差控制基准扩展到一类非线性单变量系统，并给出了运行数据估计性能上限的Volterra序列逼近方法。

控制回路性能评估是控制领域一个相对较新的研究分支，越来越受到人们的关注。 但国内在这一领域的研究还比较少，还处于起步阶段。 代表性研究包括孙金明等人通过将模型拟合到常规操作数的数据来估计PID所实现的最小方差及其相应的PID控制器参数。 李刚提出了多扰动动态下PID控制环的性能评价标准等。

控制回路性能评价方法已应用于炼油、石化等化工领域，在造纸过程中也能看到一些应用案例。基于最小方差的绩效评价技术已经成熟，并成为日常生产中使用的标准方法。 市场上已经有一些控制回路性能评估和监控软件。

霍尼韦尔的Loop Scout是一款综合性的回路工作流程管理软件，包括回路分析功能、阀门诊断功能、基于强大的控制理论和PID控制器选择性技术的调节功能。 该软件收集管道中的过程数量、节点、控制器输出和控制回路配置的数据，然后生成每个回路的性能报告。 专业级指导工具指导新用户解释数据，并提供额外的测试来确定是否存在维护问题、调整问题或控制方案本身的问题。

罗克韦尔的RSLoop Optimize专门用于分析和调整Allen-Bradley PLC-5、SLC 500和Logix控制器中的PID回路，可以提高过程稳定性、增加产量并最大限度地提高生产效率。

ABB 的优化 IT 回路性能管理器可帮助控制工程师和生产线操作员启动、诊断和维护 ABB 及其竞争对手系统中的控制回路。