1、国外研究情况

国外大多数国家都时刻关注着PH值控制问题。因此，对我国来说这也是一个需要重视的问题，但是想要获得意想不到的控制效果并不容易。因为在酸碱反应中，PH值变化呈非线性特征。这种非线性是导致PH值控制发生问题的根源。

1983年，国外一名著名专家深入分析了PH值中和过程出现非线性问题，并提出了控制策略，他把非线性控制器的发明归入了缓冲液的PH值中和过程中，并推出了“输入输出修正线性化”法。同时为了预测缓冲液的变化，非线性控制器设计有两类结构，一种结构是参数直接估量，一种结构是参数间接估量，缺点是它的设计方式和算法太复杂。另一名学者对以无模型为基础的PH控制器和以有模型为基础的PH控制器进行了比较，其中涵盖带有最小方差估算器的控制器，带有模糊开关的PID控制器等，比较了两者的控制效果后，我们发现，带有模糊开关的PID控制器比较实用。

2、国内研究情况

在我国，这几年，有很多PH值控制的理论和应用方面的项目，这些项目使用的都是最新的控制法。1998年，有位专家引入了一种以知识库为基础的智能化PH控制系统，还分析了这种系统在农业相关方面的应用，在控制过程中做实验后可获得经验数据。

近年来，我国研发成功的PH值测试器相继问世。到现在，我国广泛应用在工业中的PH值控制器，大部分硬件依然是以单片机为基础，使用单回路控制器，通过前馈控制来实现控制效果，但这样有着稳定性不高、结构复杂等众多缺点。

因此，PH值控制在发展初期，使用的都是传统PID控制算法，在反应过程中，中性点周围的增益比较高，导致传统PID控制器在调节参数的时候非常不便，因为控制器使用的是较小的比例增益，否则系统无法保证稳定性；但是比例增益太小，系统又无法保证动态性。这几年，伴随着智能控制方法的发展，部分专家尝试着把智能控制方法引入PH值的控制中。总结现有的控制方法，我们比较了这些算法的控制策略，见表1-1

表1-1现有各种控制法

控制的策略 控制的缺点 控制的特点

PID控制 数学模型建立很难，控制效果不容易达到 曾益固定，控制器的调整很方便，控制的算法很简单，

模糊控制 控制的动作不够细腻，稳态精度欠佳 鲁棒性好

现代控制 算法和设计方法都很复杂 对预测模型要求不高，设计和调整简单直观，鲁棒性好

智能控制 过程复杂，建立专业系统很困难， 自学习能力，也具有任意精度逼近任意非线性的特性

以上的控制策略各有各的特点。本文在以上述控制策略为基础，推出了一种分段式变增益PID控制算法。

3、PH值控制系统的发展趋势

过去几年中，我们通过人工进行废水处理，这种方法耗时又没有效果，而且也无法达到实时控制系统的目标，因此我们应该采用最新的控制方法。通过研究PH值自动控制系统的控制方式，我们可以发现，大部分使用的是PID算法，这种算法无法适应未来工业生产的发展情况，而且也不能达到生产控制中的部分要求。因此应把现代控制理论技术等技术联系在一起，研发出可以满足各类化学过程和工业中全能的PH值自动控制系统。伴随着计算机向微型化、飞速化方向的发展，微型处理器具备了很多性能，大力推动了PH值自动控制系统的进步。