Was ist am Tuning eines PID -Controllers beteiligt?
Tuning eines proportionalen Integral-Derivations-Controllers (PID-Controller) ist eine häufige Aktivität für Ingenieure, die sich auf die Prozessregelung spezialisiert haben. In diesem Fall bezieht sich "Tuning" auf die Änderung der Parameter in Bezug auf das Controller -Proportionalband, die integrierte Aktion und die Ableitung. Es gibt verschiedene Methoden zur Berechnung von Tuning -Parametern von Hand und zahlreiche Softwarepakete, mit denen die Controller automatisch in einem chemischen Prozess eingestellt werden können. Vor Beginn einer Abstimmung ist es für den Ingenieur zuerst entscheidend, die zu stimmende Steuerschleife und die Auswirkung der Steuerschleife auf das Gesamtsystem zu untersuchen. Beim Tunieren eines PID -Controllers gibt es normalerweise drei Einstellungen, die geändert werden können: die proportionale Bande, die integrale Aktion und die Ableitungsaktion. Diese werden durch den ersten, zweiten und dritten Begriff im klassischen PID -Algorithmus dargestellt, respecTivival u = k p e + k i ∫ e dt + k d de/dt .
Der Begriff u repräsentiert das Rückgabesignal; k p ist die proportionale Verstärkung; e ist der Fehler- oder Offset -Term, der die Differenz zwischen dem Barwert und dem Controller -Sollwert darstellt. k i ist der integrale Verstärkung, k d der abgeleitete Verstärkung; und t ist Zeit. Die Laplace -Transformation dieser Gleichung kann als k p + k i /s + k d s .
angegeben werden.Vor dem Stimmen eines PID -Controllers sollte ein Ingenieur zuerst den zu stimmenden Prozess untersuchen, um festzustellen, ob eine unsachgemäße Abstimmung zu Störungen führt oder ob eine andere zuweisbare Ursache wie Fehlfunktionen oder zerbrochene Geräte vorliegt. Die Änderungen des Tunings bedeuten nur sehr wenig, wenn sich die tatsächliche Ursache der Variabilität als ein Sticking -Steuerventil, defekte Instrumente oder befindetFehler in der Steuerungssystemlogik. Erst wenn der Prozess gründlich untersucht wurde und die Funktionalität der Feldinstrumente überprüft wurde, sollte die Stimmung berücksichtigt werden.
Es gibt mehrere Methoden, die von chemischen, elektrischen und Instrumenteningenieuren beim Tuning eines PID -Controllers verwendet werden. Die Ziegler-Nichols-Methode ist ein solches Beispiel, das den ultimativen Gewinn und die endgültige Zeit des Prozesses verwendet, um aggressive Tuning-Parameter für PI-Nur-PID-Kontrollschemata von P-Nur-P-PIDs zu berechnen. Andere Kontrollschemata wie die Tyreus-Luyben-Methode werden formuliert, um die Systemschwingung zu verringern. Die Methode zum Tuning eines PID -Controllers kann durch die Art der Kontrollschleife selbst diktiert werden.
wird im Allgemeinen die Verstärkungsdauer eines Controllers aggressiver verhalten. Weitere integrale Maßnahmen werden dazu beitragen, den Versatz zwischen dem Wert des stationären Zustands und dem gewünschten Sollwert zu verringern, kann jedoch zu Oszillationen führen, wenn zu viel verwendet wird. Der abgeleitete Begriff wird verwendet, um den Rap zu stoppenID -Bewegung des Barwerts des Controllers. Dies sind nur Heuristiken, die einen allgemeinen Sinn für die Auswirkung der einzelnen klassischen Tuning -Parameter vermitteln.
Viele DCS -Pakete (Distributed Control System) umfassen Software, mit der die Steuerschleifen automatisch eingestellt werden können. Diese Softwarepakete stimmen häufig Prozesse durch die Untersuchung der vergangenen Leistung oder durch automatische Durchführung der Testmethoden, die durch festgelegte Tuning -Verfahren beschrieben werden. Wie bei den meisten Verfahren müssen die Feinabstimmung und kleine Anpassungen vom Ingenieur vorgenommen werden, um nach Abschluss des Hauptabstimmungsverfahrens dem Prozess zu entsprechen.