PID-controller, volledige naam Proportional-Integral-Derivative Controller (Proportional-Integral-Dderivative Controller), is een uiterst belangrijk controle-algoritme op het gebied van industriële controle. Het bestaat uit een proportionele eenheid (P), integrale eenheid (I) en differentiële eenheid (d) drie basisonderdelen, door de parameters van deze drie delen (KP, KI, KD) aan te passen om een precieze controle van het gecontroleerde object te bereiken.
Principe van PID -controller
Het kernidee van PID -controller is om de toekomstige toestand te voorspellen op basis van de huidige status van het systeem (dwz afwijking) en de toestand van het verleden (dwz integraal en verschil van afwijking), en de besturingshoeveelheid dienovereenkomstig aan te passen, zodat het systeem Uitvoer kan de ingestelde waarde snel en nauwkeurig volgen. Specifiek:
- Proportionele (p) controle:Het besturingseffect wordt gegenereerd op basis van de grootte van de fout, hoe groter de fout, hoe sterker het besturingseffect. Proportionele controle kan snel reageren op de fout, waardoor de steady-state fout wordt verminderd, maar het kan de steady-state fout niet elimineren.
- Integraal (i) controle:Integreert de fout om het statische verschil te elimineren (dwz steady-state fout). Zolang de fout bestaat, blijft de integrale controller de uitvoerregeling verzamelen totdat de fout nul is. Een te sterk integrale zal het overschieten van het systeem vergroten en zelfs ervoor zorgen dat het systeem oscilleert.
- Differentiaal (D) Controle:weerspiegelt de trend van de fout, voorafgaand aan het controle -effect. Differentiële controle kan de hoeveelheid overschrijding verminderen, om de oscillatie te overwinnen, de stabiliteit van het systeem te verbeteren en de dynamische respons van het systeem te versnellen.
Toepassing van PID -controller
PID -controllers worden veel gebruikt in verschillende industriële controlesituaties vanwege hun eenvoud, bruikbaarheid en robuustheid, inclusief maar niet beperkt tot:
- Temperatuurregeling:zoals chemische productie in de temperatuurregeling van de reactortemperatuur, om de productkwaliteit en de productie van productie te waarborgen.
- Drukregeling:In industriële automatiseringssystemen, precieze controle van vloeistofdruk.
- Stroomregeling:Stabiele controle van stroming in vloeibare of gastransportsystemen.
- VLOEISTIGE NIVEAU NEST:Automatische regeling van het waterniveau in watertanks om het waterniveau binnen het ingestelde bereik te houden.
- Robotbesturing:Gebruikt om de precieze tracking van gewrichthoek, snelheid en andere bewegingsparameters te realiseren, zodat de robot een verscheidenheid aan complexe bewegingstrajecten kan voltooien.
- Aerospace:Het speelt een belangrijke rol in de houdingcontrole en navigatiecontrole van het vliegtuig om de stabiliteit en nauwkeurigheid van het vliegtuig te waarborgen.
Voordelen van PID -controller
- Eenvoudige structuur:PID -controller heeft een eenvoudige structuur en is gemakkelijk te realiseren en te debuggen.
- Sterk aanpassingsvermogen:Het is van toepassing op verschillende lineaire systemen en sommige niet -lineaire systemen en vereist geen nauwkeurige modellering van het systeemmodel.
- Sterke robuustheid:Sterke anti-interferentievermogen en stabiliteit kan zich aanpassen aan verschillende werkomgevingen en laadwijzigingen.
- Lage kosten:De realisatiekosten zijn relatief laag en kunnen veel worden gebruikt in verschillende industriële automatiseringscontrolesystemen.
Parametrering van PID -controllers
De prestaties van de PID -controller hangen grotendeels af van de parameterafstemming. Veelgebruikte methoden voor parameterafstemming omvatten de proef- en foutmethode, empirische methode, critical ratio -methode enzovoort. Door een redelijke parameteraanpassing kan de PID -controller het beste besturingseffect bereiken.
Samenvattend is PID -controller een volwassen technologie, veel gebruikt besturingssysteem, de eenvoudige, praktische, robuuste functies maken het een belangrijke rol op het gebied van industriële automatiseringscontrole.