PID-kontroller, täisnimi Proportsionaalne integreeritud derivaatne kontroller (proportsionaalne-integraal-derivaatne kontroller) on tööstusliku kontrolli valdkonnas äärmiselt oluline kontrollialgoritm. See koosneb proportsionaalsest üksusest (P), integraalüksusest (I) ja diferentsiaalüksusest (d) kolmest põhiosast, kohandades nende kolme osa (KP, KI, KD) parameetreid, et saavutada kontrollitud objekti täpne kontroll.
PID -kontrolleri põhimõte
PID -kontrolleri põhiidee on ennustada tulevast olekut süsteemi praeguse oleku (st kõrvalekaldumise) ja varasema oleku (st kõrvalekalde integreerumise ja diferentsiaali) põhjal ning reguleerida juhtimiskogust vastavalt nii, et süsteem Väljund saab komplekti väärtust kiiresti ja täpselt jälgida. Täpsemalt:
- Proportsionaalne (P) kontroll:Juhtimisfekt genereeritakse vastavalt vea suurusele, mida suurem on viga, seda tugevam on juhtimisfekt. Proportsionaalne kontroll võib veale kiiresti reageerida, vähendades sellega püsiseisundi viga, kuid see ei suuda püsiseisundi tõrket kõrvaldada.
- Integreeritud (i) kontroll:Integreerib vea staatilise erinevuse (st püsiseisundi viga) kõrvaldamiseks. Kuni tõrge on olemas, koguneb integreeritud kontroller väljundkontrolli, kuni viga on null. Liiga tugev integraal suurendab süsteemi ületamist ja põhjustab isegi süsteemi võnkumise.
- Diferentsiaal (d) kontroll:peegeldab vea suundumust enne kontrolliefekti. Diferentsiaalkontroll võib vähendada ülemise hulka, et ületada võnkumist, parandada süsteemi stabiilsust ja kiirendada süsteemi dünaamilist reageerimist.
PID -kontrolleri rakendamine
PID -kontrollereid kasutatakse laialdaselt erinevates tööstuslikes olukordades nende lihtsuse, praktilisuse ja vastupidavuse tõttu, sealhulgas, kuid mitte ainult:
- Temperatuurikontroll:nagu keemiline tootmine reaktori temperatuuri kontrollimisel, et tagada toote kvaliteet ja tootmise ohutus.
- Survekontroll:Tööstusautomaatikasüsteemides vedeliku rõhu täpne juhtimine.
- Voolu juhtimine:Voolu stabiilne juhtimine vedelate või gaasi transpordisüsteemides.
- Vedeliku taseme kontroll:Näiteks veetaseme automaatne juhtimine veepaakides, et hoida veetase seatud vahemikus.
- Robotikontroll:Kasutatakse liigesenurga, kiiruse ja muude liikumisparameetrite täpse jälgimise realiseerimiseks, et robot saaks lõpule viia mitmesuguseid keerulisi liikumistrajektoore.
- Lennundus:See mängib olulist rolli õhusõiduki suhtumise kontrollimisel ja navigeerimise kontrollimisel, et tagada lennuki stabiilsus ja täpsus.
PID -kontrolleri eelised
- Lihtne struktuur:PID -kontrolleril on lihtne struktuur ning seda on lihtne realiseerida ja siluda.
- Tugev kohanemisvõime:See on rakendatav erinevate lineaarsete süsteemide ja mõnede mittelineaarsete süsteemide suhtes ning see ei vaja süsteemimudeli täpset modelleerimist.
- Tugev vastupidavus:Tugev sekkumisvastane võime ja stabiilsus võivad kohaneda erinevate töökeskkondadega ja koormusmuutustega.
- Odav hind:Realiseerimiskulud on suhteliselt madalad ja seda saab laialdaselt kasutada erinevates tööstusautomaatika juhtimissüsteemides.
PID -kontrollerite parameetriseerimine
PID -kontrolleri jõudlus sõltub suuresti parameetri häälestamisest. Tavaliselt kasutatavad parameetrite häälestamismeetodid hõlmavad katse- ja veameetodit, empiirilist meetodit, kriitilise suhte meetodit ja nii edasi. Mõistliku parameetrite reguleerimise kaudu saab PID -kontroller saavutada parima juhtimisfekti.
Kokkuvõtlikult võib öelda, et PID -kontroller on küps tehnoloogia, laialdaselt kasutatav juhtimissüsteem, selle lihtsad, praktilised ja vastupidavad omadused muudavad selle oluliseks rolli tööstusautomaatika kontrolli valdkonnas.