PID kontroler, akronim za proporcionalno - integralni - derivatski kontroler, široko se koristi mehanizam za kontrolu u području automatizacije i inženjerstva. Kao dobavljač kontrolera svjedokom sam iz prve ruke bio značaj i svestranost pidskih kontrolora u raznim industrijskim i komercijalnim primjenama. U ovom blogu, ja ću uvesti u koji je pik kontroler i kako funkcioniše.
Šta je pik kontroler?
U svom jezgri, PID kontroler je sustav kontrole povratnih informacija koji kontinuirano izračunava vrijednost pogreške kao razliku između željene zadane vrijednosti i izmjerene promjenjive procesa. Na osnovu ove greške izračunava kontrolni izlaz za smanjenje greške s vremenom. Tri pojma - proporcionalna, integralna i derivata - rade u tandemu da bi se postigao ovaj cilj.
Proporcionalni termin (P)
Proporcionalni izraz je izravno proporcionalan trenutnoj grešci. Kada postoji odstupanje između zadane vrijednosti i varijable procesa, kontroler stvara izlaz koji je proporcionalan ovoj grešci. Na primjer, ako je zadana vrijednost za regulaciju temperature iznosi 50 ° C, a trenutna temperatura iznosi 40 ° C, greška je 10 ° C. Proporcionalni dobitak (KP) se pomnože sa ovom pogreškom za proizvodnju upravljačke izlazom. Veća vrijednost KP rezultirat će većem kontrolnom izlazom za istu grešku, što uzrokuje da sistem odgovori agresivnije. Međutim, ako je KP postavljen previsok, može dovesti do prekomjernog zaseda, gdje varijabla procesa prelazi zadanu vrijednost i oscilira oko njega.
Integralni termin (i)
Integralni izraz uzima u obzir akumuliranu grešku s vremenom. Samira sve prošle greške i umnožava ovaj zbroj integralnim dobitkom (KI). Ovaj izraz je koristan za eliminiranje stabilnih - državnih grešaka. U nekim sustavima čak i nakon proporcionalnog pojasa prilagodio je kontrolni izlaz, možda će i dalje biti mala stalna greška. Integralni izraz postepeno povećava kontrolni izlaz dok se ova greška ne otkloni. Na primjer, u sistemu kontrole brzine za motor, ako postoji mala stalna razlika između željene brzine i stvarne brzine, integralni termin će nastaviti povećati kontrolni signal dok brzina ne dosegne zadanu vrijednost.
Derivatijski izraz (D)
Derivativni pojam zasnovan je na stopi promjene pogreške. Izračunava nagib krivulje pogreške i množi ga s derivatnim dobitkom (KD). Ovaj izraz pomaže u predviđanju budućih grešaka i vlažnih oscilacija. Kada se greška brzo mijenja, izvedeni izraz će generirati veliku kontrolnu izlaz u suprotnom smjeru da uspori promjenu. Na primjer, u sistemu kontrole položaja robotskog kraka, ako se ruka prebrzo približava zadanoj vrijednosti, derivatski pojam će smanjiti kontrolni signal kako bi se spriječilo prekoračenje.
Kako funkcioniše pik kontroler?
Rad PID kontrolera može se podijeliti u niz koraka:
1. korak: Definicija zadane vrijednosti
Prvi korak je definiranje željene vrijednosti ili zadanu vrijednost za promjenjivu proces. To bi mogla biti temperatura, pritisak, brzina ili bilo koja druga fizička količina koju treba kontrolirati. Na primjer, u sustavu za kućnu grijanje, zadana vrijednost može biti postavljena na 22 ° C od strane vlasnika kuće.
Korak 2: Procesno mjerenje varijabilnog mjerenja
Stvarna vrijednost promjenjive procesa mjeri se senzorom. U slučaju sustava za kućno grijanje, senzor temperature koristi se za mjerenje trenutne temperature u sobi.
Korak 3: Izračun pogreške
Greška se izračunava kao razlika između zadane vrijednosti i izmjerene promjenjive procesa. Ako je zadana vrijednost 22 ° C, a izmjerena temperatura je 20 ° C, greška je 2 ° C.
Korak 4: Izlazni izračun kontrole
PID kontroler tada izračunava kontrolni izlaz pomoću sljedeće formule:
[u (t) = k_p e (t) + k_i \ int_ {0} ^ {t} e (\ tau) d \ tau + k_d \ frac {de (t)} {dt}]
Gde je (u (t)) kontrolni izlaz u vremenu (t), (e (t)) je greška u vremenu (t), (k_p) je proporcionalni dobitak, (K_D) je derivatni dobitak.
Korak 5: Kontrola aktuatora
Izračunata kontrolna izlaza šalje se aktuatoru, što je uređaj koji može promijeniti varijablu procesa. U sustavu kućnog grijanja, aktuator bi mogao biti grijač. Kontrolni izlaz određuje snagu koja se isporučuje na grijač, povećanje ili smanjenje izlaza toplote kako bi se temperatura približila zadanoj vrijednosti.
Korak 6: Kontinuirano praćenje i podešavanje
PID kontroler kontinuirano ponavlja korake 2 - 5, nadgledajući promjenjivu procesu, izračunavajući grešku i podešavanje kontrolnog izlaza dok se greška umanjuje.
Primjene PID kontrolera
PID kontroleri koriste se u širokom rasponu aplikacija, uključujući:
Industrijska automatizacija
U proizvodnim postrojenjima PID kontroleri koriste se za kontrolu temperature, pritiska i protoka različitih procesa. Na primjer, u hemijskoj postrojenju, PID kontroler može se koristiti za održavanje temperature reakcijskog plovila na određenoj vrijednosti kako bi se osigurala kvalitet kemijskog proizvoda.
Robotika
PID kontroleri su neophodni za kontrolu položaja, brzine i sile robotskih ruku i zglobova. Pomažu robotima koji obavljaju precizne zadatke kao što su odabir - i - postavljanje operacija i zavarivanje.
HVAC sistemi
Sistemi za grijanje, ventilaciju i klimatizaciju (HVAC) koriste PID kontrolere za održavanje udobnog unutarnjeg okruženja. Oni kontroliraju temperaturu, vlagu i protok zraka u zgradama.
Naši kontroler nudi
Kao dobavljač kontrolera nudimo različite visokokvalitetne kontrolere, uključujući iEPC kontroler podešavanja, ThePrijenosni kontroler EPC, iPDLC zatamnjač za zatamnjenje stakla.
Kontroler za podešavanje EPC pruža preciznu i kontinuiranu kontrolu, omogućavajući fino - podešavanje varijable procesa. Pogodan je za aplikacije u kojima je potreban visok nivo tačnosti. Prijenosni kontroler EPC, s druge strane, dizajniran je za prenosivost i jednostavnost upotrebe. Može se koristiti u raznim postavkama, što ga čini svestranom opcijom za različite projekte. PDLC kontroler zatamnjenja stakla posebno je dizajniran za kontrolu transparentnosti PDLC zatamnjenja stakla, koji se široko koristi u pametnim zgradama i automobilskim aplikacijama.
Kontaktirajte nas za nabavku
Ako ste zainteresirani za naše kontrolere ili imate bilo kakvih pitanja o PID kontrolerima općenito, ohrabrujemo vas da nas kontaktirate za nabavku i daljnje rasprave. Naš tim stručnjaka spreman je da vam pomogne u pronalaženju pravog kontrolera za vaše specifične potrebe.
Reference
- Åström, KJ, & Hägglund, T. (2006). PID kontroleri: teorija, dizajn i tuning. Instrumentsko društvo Amerike.
- Dorf, RC i biskup, RH (2017). Moderni upravljački sistemi. Pearson.
