El controlador PID, el controlador proporcional-derivat de nom integral (controlador proporcional-integral-derivat), és un algorisme de control extremadament important en el camp del control industrial. Consisteix en una unitat proporcional (P), la unitat integral (I) i la unitat diferencial (d) tres parts bàsiques, ajustant els paràmetres d’aquestes tres parts (KP, KI, KD) per aconseguir un control precís de l’objecte controlat.
Principi de controlador PID
La idea bàsica del controlador PID és predir l’estat futur basat en l’estat actual del sistema (és a dir, desviació) i l’estat passat (és a dir, integral i diferencial de la desviació) i ajustar la quantitat de control en conseqüència, de manera que el sistema La sortida pot fer un seguiment de forma ràpida i precisa el valor del conjunt. Concretament:
- Control proporcional (P):L’efecte de control es genera segons la mida de l’error, com més gran sigui l’error, més fort serà l’efecte de control. El control proporcional pot respondre ràpidament a l'error, reduint així l'error en estat estacionari, però no pot eliminar l'error en estat estacionari.
- Control integral (i):Integra l'error per eliminar la diferència estàtica (és a dir, error en estat estacionari). Sempre que existeixi l’error, el controlador integral continua acumulant el control de sortida fins que l’error sigui zero. Una integral massa forta augmentarà la superació del sistema i fins i tot farà que el sistema oscil·li.
- Diferencial (D) Control:reflecteix la tendència de l'error, per davant de l'efecte de control. El control diferencial pot reduir la quantitat de superació, per superar l’oscil·lació, millorar l’estabilitat del sistema i accelerar la resposta dinàmica del sistema.
Aplicació del controlador PID
Els controladors PID s’utilitzen àmpliament en diverses situacions de control industrial per la seva senzillesa, pràctica i robustesa, incloses, però sense limitar -se a:
- Control de la temperatura:com ara la producció química al control de la temperatura del reactor, per assegurar la qualitat del producte i la seguretat de la producció.
- Control de pressió:En sistemes d’automatització industrial, control precís de la pressió de fluids.
- Control de flux:Control estable del flux en sistemes de transport líquid o de gas.
- Control de nivell de líquid:Per exemple, el control automàtic del nivell de l’aigua en els dipòsits d’aigua per mantenir el nivell d’aigua dins del rang establert.
- Control de robot:S'utilitza per adonar -se del seguiment precís de l'angle, la velocitat i altres paràmetres de moviment, de manera que el robot pugui completar una varietat de trajectòries de moviment complexes.
- Aeroespacial:Té un paper important en el control de l’actitud i el control de la navegació de l’aeronau per assegurar l’estabilitat i la precisió de l’aeronau.
Avantatges del controlador PID
- Estructura simple:PID Controller té una estructura senzilla i és fàcil de realitzar i depurar.
- Forta adaptabilitat:És aplicable a diversos sistemes lineals i a alguns sistemes no lineals i no requereix un modelatge precís del model del sistema.
- Forta robustesa:Una forta capacitat i estabilitat anti-interferència, poden adaptar-se a diferents entorns de treball i canvis de càrrega.
- Baix cost:El cost de realització és relativament baix i es pot utilitzar àmpliament en diversos sistemes de control d’automatització industrial.
Parametriització dels controladors PID
El rendiment del controlador PID depèn en gran mesura de la sintonia dels paràmetres. Els mètodes d’afinació de paràmetres d’ús comú inclouen el mètode d’assaig i error, mètode empíric, mètode de relació crítica, etc. Mitjançant un ajust de paràmetres raonables, el controlador PID pot aconseguir el millor efecte de control.
En resum, PID Controller és una tecnologia madura, un sistema de control àmpliament utilitzat, les seves característiques senzilles, pràctiques i robustes fan que tingui un paper important en el camp del control de l’automatització industrial.