Jak wybrać najlepszy sterownik PID?
Wybór najlepszego regulatora PID będzie zależał od konkretnych potrzeb. Regulator PID może mieć postać regulatora PI lub PD lub tylko I lub P. Nie wszystkie aplikacje wymagają użycia wszystkich trzech parametrów. Kontrola pochodna jest najbardziej prawdopodobna do wyeliminowania, ponieważ dokonuje pomiarów w oparciu o szum systemu. Eliminacji można dokonać, ustawiając niepożądane parametry na zero.
Sterownik PID, szeroko stosowany jako kontrola przemysłowa, oblicza trzy oddzielne parametry, charakterystyki lub mierzalne czynniki. Obliczenia wartości błędów dokonuje się, biorąc różnicę między zmierzoną ilością a pożądaną wielkością. Błędy są minimalizowane poprzez dostosowanie wejść do systemu sterowania.
W regulatorze PID wszelkie zbyt duże proporcjonalne zmiany mogą spowodować niestabilność systemu. Jeśli te same zmiany są zbyt małe, system nie będzie reagował. Zintegrowana kontrola mierzy wielkość błędu i próbuje go zminimalizować. Kontrole pochodne zmniejszają szybkość zmian, ale mogą spowolnić czas reakcji i wprowadzić więcej hałasu do systemu.
Aby zrozumieć proces kontroli, dobrym przykładem jest ręczna regulacja temperatury wody w kranu z dwoma kranami. Zarówno krany ciepłej, jak i zimnej wody są włączane, a następnie dostosowywane przez użytkownika do żądanej łącznej temperatury. Należy dokonać precyzyjnych regulacji, w przeciwnym razie użytkownik będzie poruszał się między wodą, która jest zbyt gorąca lub zbyt zimna. Pełna proporcjonalna kontrola eliminuje cykliczne włączanie i wyłączanie w systemie. Regulator PID automatycznie kompensuje wykrycie zmian w systemie.
Najprostsze systemy sterowania można zastosować do podstawowych systemów termostatów. Regulator PID w piekarniku może działać najlepiej tylko z proporcjonalnymi i zintegrowanymi elementami sterującymi. Funkcja pochodna może powodować nieregularne zmiany od szumu lub zakłóceń elektrycznych. Prawidłowo funkcjonujące sterowanie pozwala piekarnikowi ogrzać się do żądanej temperatury, a następnie włącza się i wyłącza, aby ją utrzymać. Ogrzewanie jest spowalniane, gdy piekarnik osiąga żądaną temperaturę, aby uniknąć przekroczenia ustawionej wartości.
Podstawowe sterowanie włączaniem i wyłączaniem działa dobrze w systemach, które nie wymagają stałej dokładnej temperatury. Domowe urządzenia grzewcze i chłodzące mogą z tego korzystać, ale lepszą wydajność można osiągnąć za pomocą regulatora proporcjonalnego lub PID. Zastosowania przemysłowe zwykle wymagają stałej kontroli w zastosowaniach laboratoryjnych. Wymagania PID dotyczące kontroli ruchu, temperatury i przepływu można spełnić. Gdy błąd stanu ustalonego (SSE) jest krytyczny, wszystkie trzy elementy sterujące - współpracując - zapewnią pożądany rezultat.
Czynniki, które należy wziąć pod uwagę, to rodzaj czujnika wejściowego do systemu i dozwolony zakres wyników. Następnie potrzeby wyjściowe muszą zostać spełnione. Wyjściami mogą być przekaźnik elektromechaniczny, odbiornik analogowy lub przekaźnik półprzewodnikowy (SSR). Na koniec weź pod uwagę liczbę wymaganych wyników. Kontrolery PID zwykle zawierają listę wszystkich typów wejść i wyjść, z którymi najlepiej działają.