Como escolho o melhor controlador PID?

A escolha do melhor controlador de proporcional-integral-derivado (PID) dependerá de suas necessidades específicas. Um controlador PID pode estar na forma de um controlador PI ou PD, ou apenas I ou P. Nem todos os aplicativos requerem o uso dos três parâmetros. O controle derivativo é o mais provável de ser eliminado, pois faz medições com base no ruído do sistema. A eliminação pode ser feita definindo parâmetros indesejados como zero.

Amplamente utilizado como controle industrial, um controlador PID calcula três parâmetros, características ou fatores mensuráveis ​​separados. Os cálculos dos valores de erro são feitos considerando a diferença entre uma quantidade medida e a quantidade desejada. Os erros são minimizados ajustando as entradas ao sistema de controle.

Em um controlador PID, qualquer alteração proporcional muito grande pode causar instabilidade no sistema. Se as mesmas alterações forem muito pequenas, o sistema não responderá. O controle integral mede a quantidade de erro e tenta minimizá-lo. Os controles derivativos reduzem a taxa de alteração, mas podem diminuir o tempo de resposta e introduzir mais ruído no sistema.

Para entender o processo de controle, um bom exemplo é o ajuste manual da temperatura da água em uma torneira de duas torneiras. As torneiras de água quente e fria são abertas e ajustadas pelo usuário à temperatura combinada desejada. Os ajustes devem ser feitos com precisão ou o usuário vai e volta entre a água que está muito quente ou muito fria. Os controles proporcionais completos eliminam o ciclo de ativação e desativação do sistema. Um controlador PID compensará automaticamente quando forem detectadas alterações no sistema.

Os sistemas de controle mais simples podem ser usados ​​para sistemas básicos de termostato. Um controlador PID em um forno pode funcionar melhor apenas com controles proporcionais e integrais. A função derivada pode causar alterações erráticas do ruído ou interferência elétrica. Funcionando adequadamente, o controle permite que o forno aqueça até a temperatura desejada e depois liga e desliga para mantê-lo. O aquecimento é mais lento quando o forno atinge a temperatura desejada para evitar ultrapassar o ponto definido.

Controles básicos de ligar e desligar são bons em sistemas que não exigem temperaturas exatas constantes. As unidades de aquecimento e resfriamento doméstico podem usar isso, mas será obtida uma melhor eficiência com um controlador proporcional ou PID. Usos industriais normalmente exigem controle constante para usos do tipo laboratório. Os requisitos de controle de movimento, temperatura e fluxo podem ser atendidos com as funções do PID. Quando um erro de estado estacionário (SSE) é crítico, todos os três controles - trabalhando juntos - fornecerão o resultado desejado.

Os fatores que precisam ser considerados são o tipo de sensor de entrada no sistema e a faixa de resultados permitidos. Em seguida, as necessidades de saída devem ser atendidas. As saídas podem ser para um relé eletromecânico, um receptor analógico ou um relé de estado sólido (SSR). Por fim, leve em consideração o número de saídas necessárias. Os controladores PID geralmente vêm com uma lista de todos os tipos de entrada e saída com os quais trabalham melhor.