Как выбрать лучший ПИД-регулятор?

Выбор лучшего пропорционально-интегрально-производного (ПИД) контроллера будет зависеть от ваших конкретных потребностей. Контроллер PID может быть в форме контроллера PI или PD или только I или P. Не все приложения требуют использования всех трех параметров. Производный контроль наиболее вероятен, так как он производит измерения на основе шума системы. Исключение можно сделать, установив нежелательные параметры в ноль.

Широко используемый в качестве промышленного контроля, ПИД-регулятор рассчитывает три отдельных параметра, характеристики или измеримые факторы. Расчеты значений ошибок производятся путем взятия разности между измеренной величиной и желаемой суммой. Ошибки сводятся к минимуму путем настройки входов в систему управления.

В ПИД-регуляторе любые слишком большие пропорциональные изменения могут вызвать нестабильность системы. Если те же изменения слишком малы, система не будет реагировать. Интегральный контроль измеряет количество ошибок и пытается минимизировать их. Производные элементы управления снижают скорость изменения, но могут замедлить время отклика и внести больше шума в систему.

Чтобы понять процесс управления, хорошим примером является ручная регулировка температуры воды на кране с двумя кранами. Краны горячей и холодной воды включаются, а затем настраиваются пользователем на требуемую общую температуру. Регулировки должны быть сделаны точно, или пользователь будет переходить между водой, которая слишком горячая или слишком холодная. Полное пропорциональное управление исключает включение и выключение системы. ПИД-регулятор автоматически компенсирует изменения в системе.

Простейшие системы управления могут быть использованы для основных систем термостатов. ПИД-регулятор в духовке может работать лучше всего только с пропорциональным и интегральным управлением. Производная функция может вызвать случайные изменения от шума или электрических помех. Правильно функционируя, система управления позволяет печи нагреваться до желаемой температуры, а затем включается и выключается для ее поддержания. Нагрев замедляется по мере того, как духовка достигает желаемой температуры, чтобы избежать превышения заданного значения.

Базовое управление включением и выключением прекрасно в системах, которые не требуют постоянных точных температур. Устройства отопления и охлаждения домов могут использовать это, но лучшая эффективность будет достигнута с помощью пропорционального или ПИД-регулятора. Промышленные применения обычно требуют постоянного контроля для лабораторных применений. Требования к движению, температуре и контролю потока могут быть выполнены с помощью функций PID. Когда ошибка установившегося состояния (SSE) является критической, все три элемента управления - работая вместе - обеспечат желаемый результат.

Факторами, которые необходимо учитывать, являются тип входного датчика в систему и допустимый диапазон результатов. Далее, выходные данные должны быть удовлетворены. Выходы могут быть на электромеханическое реле, аналоговый приемник или твердотельное реле (SSR). Наконец, примите во внимание количество необходимых выходов. ПИД-контроллеры обычно содержат список всех типов входов и выходов, с которыми они лучше всего работают.