Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật điều khiển số, nên hầu hết các bộ điều khiển PID đều được thực hiện dưới dạng mạch số cứng hoặc mềm. Từ đó cho phép các nhà thiết kế các bộ điều khiển PID thực hiện các thủ tục tự động chỉnh định thông số cho bộ điều khiển này.
Tự động chỉnh định thông số bộ điều khiển PID là quá trình tự xác định các thông số cho bộ điều khiển PID theo một thuật toán nào đó dựa trên đáp ứng của đối tượng được điều khiển.
Có nhiều phương pháp tự động điều chỉnh tham số PID đã được đề xuất. Phương pháp phổ biến nhất chính là thực hiện một thí nghiệm đơn giản với đối tượng điều khiển. Thí nghiệm có thể thực hiện trong vòng điều khiển hở hoặc vòng kín. Trong các thí nghiệm với vòng hở, đầu vào của quá trình được kích thích bởi một xung hoặc một cặp bước bậc thang. Một mô hình quá trình đơn giản, ví dụ như khâu bậc hai, sau đó được ước lượng bằng cách sử dụng lặp lại bằng phương pháp bình phương tối thiểu, hoặc vài phương pháp ước lượng khác. Nếu một mô hình quá trình khâu giữ mẫu bậc hai được ước lượng, sau đó bộ điều khiển PID có thể được sử dụng để gán các điểm cực. Tốc độ và sự suy giảm của hệ thống sau đó là do các tham số thiết kế. Một phương pháp thiết kế
phổ biến là chọn các điểm không của bộ điều khiển, giống như khi bỏ qua hai điểm cực của quá trình. Điều này cho phép các đáp ứng tốt với sự thay đổi điểm đặt, trong khi đáp ứng tới các nhiễu tải được xác định bởi tác động vòng hở.
Phương pháp đáp ứng tức thời cho việc tự động điều chỉnh của các bộ điều khiển PID được sử dụng trong các bộ điều khiển của Yokogawa, Eurotherm(SSD), và Honeywell. Nó được dùng cho việc điều chỉnh trước trong các bộ điều khiển thích nghi của Leeds, Northrup và Turnbull Control.
Các thí nghiệm điều chỉnh có thể được thực hiện trong vòng kín. Một ví dụ điển hình là phương pháp tự dao động của Ziegler -Nichols hoặc dạng biến đổi. Phương pháp tự chỉnh rơle dựa trên sự tự dao động được sử dụng trong các sản phẩm của SattControl và Fisher-Rousemount. Trong các bộ điều khiển này, sự điều chỉnh được bắt đầu đơn giản bằng cách bấm nút. Một ưu điểm của việc tạo các thí nghiệm trong vòng kín là đầu ra của quá trình có thể được giữ trong vùng giới hạn hợp lý, mà có thể khó cho các quá trình có thành phần tích phân nếu thí nghiệm được thực hiện trong vòng hở.
Chức năng tự động điều chỉnh thường được tích hợp sẵn trong các bộ điều khiển PID. Tự động điều chỉnh cũng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng thiết bị ngoài. Bộ điều chỉnh sẽ được nối với một quá trình và thực hiện một thí nghiệm thông thường với mạch hở. Bộ điều chỉnh sau đó sẽ gợi ý các tham số cài đặt, và chúng sẽ được cài vào bộ điều khiển PID một cách tự động hoặc bằng tay. Do yêu cầu bộ điều chỉnh bên ngoài phải có khả năng làm việc với các bộ PID của nhiều nhà sản xuất khác nhau, nên một điều quan trọng là nó phải có thông tin chi tiết về cách thực hiện của thuật toán PID trong từng trường hợp cụ thể.
Một phương pháp khác cho việc tự động điều chỉnh là sử dụng một hệ chuyên gia để điều chỉnh bộ điều khiển. Việc này được thực hiện trong thời
35
gian hoạt động bình thường của quá trình. Hệ chuyên gia sẽ đợi cho sự thay đổi của điểm đặt hoặc nhiễu lên tải và sau đó ước lượng sự hoạt động của hệ điều khiển vòng kín. Các thuộc tính như: độ suy giảm, chu kì dao động, và hệ số tăng tĩnh đều được ước lượng. Các tham số bộ điều khiển được thay đổi tùy thuộc tới quy luật xây dựng bên trong, bắt chước hoạt động của một kĩ sư điều khiển có kinh nghiệm. Nhận dạng mẫu hoặc hệ chuyên gia được dùng trong các bộ điều khiển của các hãng như: Foxboro và Fenwal.