Controller PID: descrizione, composizione, impostazione

Molto spesso, per i processi di sistema, è necessario che un parametro controllato (ad esempio, la temperatura o la velocità di rotazione) sia in grado di reagire istantaneamente a influenze esterne e allo stesso tempo mantenere altri valori delle costanti di sistema, come pressione, flusso, ecc. Ad esempio, un sistema che contiene diverse valvole per il drenaggio. Per mantenere un flusso costante e uniforme in ciascuna valvola, la pressione della tubazione deve essere costante. se pompa di sistema guidato dal drive poi nel caso aprendo una o più valvole, la velocità del motore deve essere aumentata e, in caso di chiusura, abbassare. Pertanto, la pressione costante verrà mantenuta nel sistema. Per garantire che tale lavoro richieda un controller PID. La pressione del sistema viene misurata dal sensore e confrontata con il valore impostato. In base ai risultati del confronto, il controller PID controlla la velocità del motore. In questo articolo vedremo cosa costituisce un tale dispositivo.

In cosa consiste il controller PID?

Al fine di eliminare gli errori nel sistema, il dispositivo sopra menzionato comprende tre componenti: controllori integrali, differenziali e proporzionali. Il dispositivo proporzionale è di base in cui il riferimento di velocità è proporzionale all'errore. Tuttavia, se viene utilizzato solo questo componente, nel sistema sarà sempre presente un errore. Valori elevati di questo dispositivo portano a fluttuazioni e instabilità del sistema ea valori bassi - a "letargia". Un dispositivo integrale viene utilizzato per eliminare gli errori. La velocità aumenta fino al momento dell'eliminazione dell'errore (con un errore negativo - diminuisce). Valori relativamente piccoli del componente integrale hanno un impatto significativo sul funzionamento del dispositivo nel suo insieme. Se impostato troppo alto, il sistema inizierà a funzionare con overshoot. Il dispositivo differenziale stima il tasso di variazione degli errori, viene utilizzato per aumentare la velocità del sistema. Tuttavia, all'aumentare della velocità del controller, aumenta il livello di overshoot, che può portare all'instabilità del sistema. Molto spesso, questo componente è impostato su un valore prossimo allo zero, ma può essere molto utile nel sistema di posizionamento. Il controller PID ha preso il nome dopo le prime lettere di questi tre componenti. Come si può vedere dalla descrizione del dispositivo, un requisito importante per il corretto funzionamento del dispositivo è il suo debugging.

Impostazione controllo PID

Per ogni sistema, la configurazione del dispositivo viene eseguita individualmente, qui consideriamo le raccomandazioni di base che sono comuni a diverse situazioni:

1. Impostare a zero i componenti differenziale e integrale. Impostare la velocità massima e osservare la reazione.

2. Aumentare il componente proporzionale e ripetere il primo paragrafo. Continuare questa procedura fino all'inizio del processo di auto-oscillazione.

3. Riduci questo componente alla stabilità del sistema.

4. Impostare il valore del componente proporzionale al 15% al ​​di sotto di sostenibile.

5. Impostare il valore di velocità massima stepwise cambiando il componente integrale.

6. Di solito il controller differenziale non ha bisogno di essere regolato.

7. Controllare la stabilità del sistema.

conclusione

L'uso di tali dispositivi nella tecnologia è molto ampio, sono utilizzati in quasi tutte le sfere dell'attività umana. Quindi per esempio Regolatore di temperatura PID è presente nel bollitore elettrico o nel personal computer (nel PC è necessario regolare la velocità di rotazione delle ventole mentre aumenta Temperatura della CPU).