Controller PID, Controller proporțional-integral-derivat (controler proporțional-integral-derivat), este un algoritm de control extrem de important în domeniul controlului industrial. Este format dintr -o unitate proporțională (P), unitate integrală (I) și unitate diferențială (d) trei părți de bază, prin reglarea parametrilor acestor trei părți (KP, KI, KD) pentru a obține un control precis al obiectului controlat.
Principiul controlerului PID
Ideea de bază a controlerului PID este de a prezice starea viitoare pe baza stării actuale a sistemului (adică, abatere) și a stării trecute (adică, integral și diferențial de abatere) și să ajusteze cantitatea de control în consecință, astfel încât sistemul Ieșirea poate urmări rapid și cu exactitate valoarea setată. Mai exact:
- Control proporțional (P):Efectul de control este generat în funcție de dimensiunea erorii, cu atât eroarea este mai mare, cu atât este mai puternic efectul de control. Controlul proporțional poate răspunde rapid la eroare, reducând astfel eroarea în stare de echilibru, dar nu poate elimina eroarea în stare de echilibru.
- Control integral (i):Integrează eroarea pentru a elimina diferența statică (adică eroare în stare de echilibru). Atâta timp cât există eroarea, controlerul integral continuă să acumuleze controlul de ieșire până când eroarea este zero. O integrală prea puternică va crește depășirea sistemului și chiar va determina oscila sistemul.
- Control diferențial (d):reflectă tendința erorii, înaintea efectului de control. Controlul diferențial poate reduce cantitatea de depășire, pentru a depăși oscilația, pentru a îmbunătăți stabilitatea sistemului și pentru a accelera răspunsul dinamic al sistemului.
Aplicarea controlerului PID
Controlerele PID sunt utilizate pe scară largă într -o varietate de situații de control industrial datorită simplității, practicilor și robustetei lor, inclusiv, dar fără a se limita la:
- Controlul temperaturii:cum ar fi producția chimică în controlul temperaturii reactorului, pentru a asigura calitatea produselor și siguranța producției.
- Controlul presiunii:În sistemele de automatizare industrială, controlul precis al presiunii fluidului.
- Controlul fluxului:Controlul stabil al debitului în sistemele de transport lichid sau gaze.
- Controlul nivelului lichidului:De exemplu, controlul automat al nivelului apei în rezervoarele de apă pentru a menține nivelul apei în intervalul stabilit.
- Controlul robotului:Folosit pentru a realiza urmărirea precisă a unghiului de articulație, a vitezei și a altor parametri de mișcare, astfel încât robotul să poată completa o varietate de traiectorii de mișcare complexe.
- Aerospațial:Acesta joacă un rol important în controlul atitudinii și în controlul navigației aeronavei pentru a asigura stabilitatea și exactitatea aeronavei.
Avantajele controlerului PID
- Structura simplă:PID Controller are o structură simplă și este ușor de realizat și de depanat.
- Adaptabilitatea puternică:Se aplică diferitelor sisteme liniare și unele sisteme neliniare și nu necesită o modelare precisă a modelului de sistem.
- Robustete puternică:Abilitate și stabilitate puternică anti-interferență, se pot adapta la diferite medii de lucru și la schimbări de încărcare.
- Cost scăzut:Costul de realizare este relativ scăzut și poate fi utilizat pe scară largă în diferite sisteme de control al automatizării industriale.
Parametrizarea controlerelor PID
Performanța controlerului PID depinde în mare măsură de reglarea parametrilor. Metodele de reglare a parametrilor utilizate frecvent includ metoda de încercare și eroare, metoda empirică, metoda raportului critic și așa mai departe. Prin reglarea rezonabilă a parametrilor, controlerul PID poate obține cel mai bun efect de control.
În rezumat, PID Controller este o tehnologie matură, un sistem de control utilizat pe scară largă, caracteristicile sale simple, practice, robuste, îl fac să joace un rol important în domeniul controlului automatizării industriale.