Come scelgo il miglior controller PID?

La scelta del miglior controller proporzionale integrale integrale (PID) dipenderà dalle tue esigenze specifiche. Un controller PID può avere la forma di un controller PI o PD, oppure solo I o P. Non tutte le applicazioni richiedono l'uso di tutti e tre i parametri. È più probabile che il controllo derivato venga eliminato in quanto effettua misurazioni basate sul rumore del sistema. L'eliminazione può essere effettuata impostando i parametri indesiderati su zero.

Ampiamente usato come controllo industriale, un controller PID calcola tre parametri, caratteristiche o fattori misurabili separati. I calcoli dei valori di errore vengono effettuati prendendo la differenza tra un importo misurato e l'importo desiderato. Gli errori sono minimizzati regolando gli ingressi al sistema di controllo.

In un controller PID, eventuali modifiche proporzionali troppo grandi possono causare instabilità del sistema. Se le stesse modifiche sono troppo piccole, il sistema non risponderà. Il controllo integrale misura la quantità di errore e tenta di minimizzarlo. I controlli derivati ​​riducono il tasso di variazione, ma possono rallentare i tempi di risposta e introdurre più rumore nel sistema.

Per comprendere il processo di controllo, un buon esempio è la regolazione manuale della temperatura dell'acqua su un rubinetto a due rubinetti. Entrambi i rubinetti dell'acqua calda e fredda vengono aperti e quindi regolati dall'utente alla temperatura combinata desiderata. Le regolazioni devono essere eseguite con precisione o l'utente passerà avanti e indietro tra acqua troppo calda o troppo fredda. I controlli completamente proporzionali eliminano il ciclo di accensione e spegnimento nel sistema. Un controller PID compenserà automaticamente quando vengono rilevate modifiche al sistema.

I sistemi di controllo più semplici possono essere utilizzati per i sistemi termostatici di base. Un controller PID in un forno può funzionare al meglio con solo controlli proporzionali e integrali. La funzione derivata potrebbe causare variazioni irregolari a causa di disturbi o interferenze elettriche. Funzionando correttamente, il controllo consente al forno di riscaldarsi alla temperatura desiderata e quindi di accendersi e spegnersi per mantenerlo. Il riscaldamento viene rallentato quando il forno raggiunge la temperatura desiderata per evitare di superare il set point.

I controlli di accensione e spegnimento di base vanno bene nei sistemi che non richiedono temperature esatte costanti. Le unità di riscaldamento e raffreddamento domestiche possono utilizzarlo, ma si otterrà una migliore efficienza con un controller proporzionale o PID. Gli usi industriali normalmente richiedono un controllo costante per usi di tipo laboratorio. I requisiti di controllo di movimento, temperatura e flusso possono essere soddisfatti con le funzioni PID. Quando un errore di stato stazionario (SSE) è critico, tutti e tre i controlli - lavorando insieme - forniranno il risultato desiderato.

I fattori che devono essere considerati sono il tipo di sensore di ingresso al sistema e la gamma di risultati consentiti. Successivamente, è necessario soddisfare l'output. Le uscite possono essere verso un relè elettromeccanico, un ricevitore analogico o un relè a stato solido (SSR). Infine, tenere conto del numero di uscite richieste. I controller PID vengono comunemente con un elenco di tutti i tipi di input e output con cui funzionano meglio.