Hvad er digitale PID-controllere?
En proportional-integreret-derivat-controller (PID) er en enhed, der ofte bruges til at styre elektroniske enheder og systemer. Matematiske principper anvendes typisk af enheden til at behandle et signal og udløse en respons i den elektronik, det er forbundet til. Digitale PID-controllere fungerer ofte som analoge, men kan omfatte mikroprocessorer, programmerbare logiske kontroller samt specialiseret software. Det kontrollerede udstyr kaldes undertiden et anlæg, der kan være en industriel motor, aktuator og andet maskiner såvel som en hjemmtermostat.
Digitale PID-controllere bruges undertiden til at styre enkelte enheder, men kan også inkluderes i et helt system. De bruges typisk til nøjagtigt at justere udgangssignalerne i systemer som temperaturregulatorer, baseret på et vist niveau af feedback. Enhederne bruger normalt matematiske beregninger kaldet algoritmer, som kan give dem mulighed for at aktivere, når programmerede tærskler nås. Betingelser kan også overvåges konsekvent på bestemte tidspunkter; denne funktion kaldes ofte prøvehastigheden.
Fejlsignaler hjælper typisk med at drive funktionen af digitale PID-controllere. Proportionalbetegnelsen henviser normalt til den matematiske reduktion af fejlen, mens den integrerede funktion typisk sigter mod at gøre fejlen så lille som muligt. Når udgangssignalet skifter for hurtigt, begrænser den deriverede funktion undertiden handlingerne for de to andre, så korrektionen ikke overdrives. De tre elementer i proportional-integreret-derivat-controllere er ofte designet af eksperter i matematisk teori såvel som af software-programmerere. En kontrolgrænseflade, normalt et computerprogram, kan hjælpe folk med at administrere digitale PID-controllere uden avanceret ekspertise.
Nogle gange er det nødvendigt med softwarekode for at indstille en digital PID-controller, mens fejlfinding muligvis er nødvendig for at justere de variabler, der administreres af enheden. I tilfælde af hjemmetemperaturregulering er enheden ofte designet til at reagere på indstillingspunktstemperaturer og afvigelsen fra dem. Digitale PID-controllere kan også lære de tider, der er nødvendige for at varme et rum op eller køle det ned. De er normalt også i stand til at holde temperaturerne stabile i et rum.
De fleste digitale PID-controllere fungerer ved hjælp af faste værdier. Processen ignoreres typisk af controllerne; bare parametre for drift spores normalt. Forskellige PID-controllere kan imidlertid tilsluttes for at styre ydeevnen i et stort system, men endda tilpasse dem til forskellige anvendelser i en samlet applikation. En anden fordel ved digitale PID-controllere er, at samplingstiden kan være en lille brøkdel af, hvor lang tid det tager før en parameter justeres, så nøjagtighed og effektivitet typisk maksimeres.