經(jīng)典復(fù)雜控制來源于實(shí)踐，其實(shí)反映了工程師解決控制問題的思路，是解決問題方法的組合。復(fù)雜控制可以分兩類：單入單出(SISO)過程的控制改進(jìn)和多變量邏輯協(xié)調(diào)優(yōu)化。單入單出過程的控制改進(jìn)包括：a、PID算法的改進(jìn)，例如比例微分先行、抗積分飽和、變?cè)鲆妗?；b、控制算法改進(jìn)，例如內(nèi)模控制、自抗擾控制、模糊控制、專家控制……；c、PID變結(jié)構(gòu)改進(jìn)，主要是克服控制側(cè)干擾的串級(jí)控制改進(jìn)和克服過程側(cè)干擾的前饋控制改進(jìn)。第一種改進(jìn)歸類到PID算法本身，這類技巧改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的PID控制模塊一般都包括。第二類改進(jìn)由于不是工業(yè)實(shí)際使用的標(biāo)準(zhǔn)算法，可以歸類到廣義的先進(jìn)控制范疇，這一類也不屬于經(jīng)典復(fù)雜控制的內(nèi)容。這樣只有第三種PID變結(jié)構(gòu)改進(jìn)屬于經(jīng)典復(fù)雜控制。
任何單入單出過程控制問題首先想到使用PID單回路解決。如果單回路的性能不能滿足要求，就要考慮串級(jí)和/或前饋改進(jìn)。如果閉環(huán)性能還是不能滿足控制要求，建議的考慮方向是變量配對(duì)改進(jìn)、設(shè)備改進(jìn)、工藝改進(jìn)。
過程工藝非常復(fù)雜，很多都是多變量的控制問題。經(jīng)典復(fù)雜控制的很多改進(jìn)都是為了擴(kuò)展PID的多變量協(xié)調(diào)優(yōu)化能力。多變量控制的實(shí)現(xiàn)方式包括：a、多變量控制算法，包括模型預(yù)測(cè)控制、解耦控制等；b、自己寫代碼的專家系統(tǒng)；c、基于PID的多變量協(xié)調(diào)優(yōu)化。第一類沒有基于PID不屬于復(fù)雜控制。雖然自己寫代碼可以很容易地實(shí)現(xiàn)特殊控制要求，但是第二類自己寫代碼實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)優(yōu)化是非標(biāo)準(zhǔn)的工作方法不推薦。很顯然第三種才屬于我們說的經(jīng)典復(fù)雜控制。
我們現(xiàn)在非常清晰地把涉及多變量協(xié)調(diào)的經(jīng)典復(fù)雜控制分為三類：a、被控變量(CV)優(yōu)先級(jí)切換的超馳控制；b、操縱變量優(yōu)先級(jí)切換的分程控制；c、操縱變量優(yōu)先級(jí)切換的閥位控制。如果不存在MV飽和或者本質(zhì)是單入多出/多入單出的系統(tǒng)，可能只需要被控變量或者操縱變量的優(yōu)先級(jí)切換算法。分程控制適用于直接到多個(gè)最終控制元件，并按固定順序使用的多操縱變量場(chǎng)合。優(yōu)先使用分程控制解決多操縱變量協(xié)調(diào)問題，如果涉及狀態(tài)串級(jí)、快速性和經(jīng)濟(jì)性的不同等，就需要使用閥位控制來解決多操縱變量協(xié)調(diào)。一般來說閥位控制的速度要慢一些，更側(cè)重優(yōu)化。多被控變量和多操縱變量的系統(tǒng)設(shè)計(jì)要根據(jù)變量間的關(guān)系從優(yōu)先級(jí)和自由度分析入手。常見的多變量控制系統(tǒng)的方案都是基于分程/閥位+超馳控制。基礎(chǔ)組件和邏輯工具構(gòu)成了復(fù)雜控制方案設(shè)計(jì)的核心，這些類似于多變量模型預(yù)測(cè)控制的軟件功能。由于實(shí)際過程問題多種多樣，在解決問題的過程中形成了一些復(fù)雜控制的高級(jí)應(yīng)用，例如三沖量控制本質(zhì)是前饋串級(jí)的組合控制，交叉限幅屬于多變量復(fù)雜邏輯優(yōu)化，常見的支路溫度平衡也是使用多個(gè)復(fù)雜控制組件的復(fù)雜控制高級(jí)應(yīng)用。具體控制方案設(shè)計(jì)中，隨著控制目標(biāo)、工藝條件的不同，可能控制方案也顯著不同。例如交叉限幅要比比值控制復(fù)雜很多，支路流量耦合的流量控制要比單回路流量控制復(fù)雜很多。
為了實(shí)現(xiàn)工藝目標(biāo)，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須包括具有適當(dāng)能力的設(shè)備，提供測(cè)量和操縱手段，并設(shè)計(jì)正確且靈活的控制系統(tǒng)以應(yīng)對(duì)正常和異常情況。反饋控制是一切控制策略改進(jìn)的基礎(chǔ)。當(dāng)單回路控制性能不能滿足要求時(shí)，可以考慮克服控制側(cè)干擾的串級(jí)控制改進(jìn)和克服過程側(cè)干擾的前饋控制改進(jìn)。而比值控制是一種特殊前饋，往往和反饋控制回路組合使用。單回路、串級(jí)控制和前饋控制是最常用的單目標(biāo)控制策略。這三種控制策略選擇的原則和依據(jù)非常清晰，是多變量協(xié)調(diào)優(yōu)化的基礎(chǔ)解決方案。
當(dāng)有多個(gè)最終控制元件和/或多個(gè)過程變量時(shí)，就必須通過邏輯優(yōu)化使系統(tǒng)滿足運(yùn)行目標(biāo)。當(dāng)有多個(gè)被控變量一個(gè)操縱變量時(shí)，需要考慮被控變量控制目標(biāo)的優(yōu)先級(jí)，通過超馳控制的方式實(shí)現(xiàn)。當(dāng)有一個(gè)被控變量、多個(gè)操縱變量時(shí)，則：a、如果操縱變量按固定順序使用，通過分程控制實(shí)現(xiàn)；b、如果考慮多個(gè)操縱變量的有效性和經(jīng)濟(jì)性，不希望使用其他操縱變量進(jìn)行主控，可以通過閥位控制實(shí)現(xiàn)；c、允許被控變量在一定范圍波動(dòng)，則可以考慮分級(jí)控制使用不同的操縱變量。
當(dāng)有耦合的多個(gè)被控變量和操縱變量時(shí)，要首先進(jìn)行被控變量的優(yōu)先級(jí)排序，然后考慮被控變量和操縱變量的配對(duì)原則，特別是在操縱變量飽和導(dǎo)致自由度變化后的控制要合理完整。這種最優(yōu)的控制方案和變量間的關(guān)系、優(yōu)先級(jí)有關(guān)，如果默認(rèn)的變量配對(duì)不能滿足要求，則需要同時(shí)使用超馳控制和分程控制、超馳控制和閥位控制來更新配對(duì)原則。
盡管復(fù)雜控制在處理許多復(fù)雜的控制問題時(shí)往往效果顯著，但其設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)可能非常困難。在選擇最佳的復(fù)雜控制方案時(shí)，對(duì)控制要求的正確理解和對(duì)這些功能塊的充分了解至關(guān)重要。一個(gè)復(fù)雜的控制方案，簡單性和可靠性總是控制設(shè)計(jì)的重中之重，因此最好的解決方案總是適合于目的的。通常有不止一種方法來實(shí)現(xiàn)相同的控制目標(biāo)，但控制性能可能有很大的不同。最優(yōu)和非最優(yōu)控制設(shè)計(jì)之間的差別有時(shí)非常小。非最優(yōu)設(shè)計(jì)可能會(huì)在其整個(gè)生命周期中提供低于標(biāo)準(zhǔn)的性h能，而且通常還會(huì)增加維護(hù)負(fù)擔(dān)。
這些復(fù)雜控制策略簡單易行，往往可以極大地?cái)U(kuò)展單回路反饋控制的能力，但僅限于低維系統(tǒng)。用這些方法來實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有許多被控變量和操縱變量的變量協(xié)調(diào)優(yōu)化是非常困難的。高維多變量協(xié)調(diào)優(yōu)化問題要依賴于多變量模型預(yù)測(cè)控制算法。
