Hoe kies ik de beste PID-controller?
Het kiezen van de beste proportionele-integraal-afgeleide (PID) controller hangt af van uw specifieke behoeften. Een PID-controller kan de vorm hebben van een PI- of PD-controller, of alleen I of P. Niet alle toepassingen vereisen het gebruik van alle drie de parameters. De afgeleide regeling is de meest waarschijnlijke die zal worden geëlimineerd omdat deze metingen uitvoert op basis van systeemruis. Eliminatie kan worden gedaan door ongewenste parameters op nul te zetten.
Op grote schaal gebruikt als industriële besturingen, berekent een PID-controller drie afzonderlijke parameters, kenmerken of meetbare factoren. Berekeningen van foutwaarden worden gemaakt door het verschil te nemen tussen een gemeten hoeveelheid en de gewenste hoeveelheid. Fouten worden geminimaliseerd door de ingangen van het besturingssysteem aan te passen.
In een PID-controller kunnen te grote proportionele wijzigingen systeeminstabiliteit veroorzaken. Als dezelfde wijzigingen te klein zijn, reageert het systeem niet. De integrale besturing meet de hoeveelheid fouten en probeert deze te minimaliseren. Afgeleide bedieningselementen verminderen de mate van verandering, maar kunnen de responstijd vertragen en meer ruis in het systeem introduceren.
Om het controleproces te begrijpen, is een goed voorbeeld het handmatig aanpassen van de watertemperatuur op een kraan met twee tikken. Kranen voor zowel warm als koud water worden ingeschakeld en vervolgens door de gebruiker ingesteld op de gewenste gecombineerde temperatuur. Aanpassingen moeten nauwkeurig worden gemaakt, anders gaat de gebruiker heen en weer tussen te warm of te koud water. Volledige proportionele bedieningselementen elimineren in- en uitschakelen fietsen in het systeem. Een PID-controller compenseert automatisch wanneer veranderingen in het systeem worden gedetecteerd.
De eenvoudigste regelsystemen kunnen worden gebruikt voor basisthermostaatsystemen. Een PID-controller in een oven kan het beste werken met alleen proportionele en integrale bedieningselementen. De afgeleide functie kan onregelmatige veranderingen als gevolg van ruis of elektrische interferentie veroorzaken. Als de oven goed functioneert, kan de oven tot de gewenste temperatuur worden verwarmd en wordt de oven vervolgens in- en uitgeschakeld om deze te handhaven. Het verwarmen wordt vertraagd wanneer de oven de gewenste temperatuur bereikt om te voorkomen dat het ingestelde punt wordt overschreden.
Basisbedieningen aan en uit zijn prima in systemen die geen constante exacte temperaturen vereisen. Verwarming- en koelunits voor thuisgebruik kunnen hiervan gebruikmaken, maar een betere efficiëntie wordt bereikt met een proportionele of PID-regelaar. Industrieel gebruik vereist normaal gesproken een constante controle voor toepassingen van het laboratoriumtype. Met PID-functies kan aan alle vereisten voor beweging, temperatuur en stroomregeling worden voldaan. Wanneer een steady-state-fout (SSE) van cruciaal belang is, zullen alle drie de besturingselementen - samenwerkend - het gewenste resultaat opleveren.
Factoren waarmee rekening moet worden gehouden, zijn het type invoersensor voor het systeem en het toegestane bereik van resultaten. Vervolgens moet aan de uitvoerbehoeften worden voldaan. De uitgangen kunnen naar een elektromechanisch relais, een analoge ontvanger of solid state relais (SSR) zijn. Houd ten slotte rekening met het aantal benodigde uitgangen. PID-controllers worden meestal geleverd met een lijst van alle invoer- en uitvoertypen waarmee ze het beste werken.