Řadič PID, celý název proporcionálně-integrální derivativní řadič (proporcionálně-integrální derivát), je nesmírně důležitým řídicím algoritmem v oblasti průmyslové kontroly. Skládá se z proporcionální jednotky (P), integrální jednotky (I) a diferenciální jednotky (d) tří základních částí úpravou parametrů těchto tří částí (KP, KI, KD) pro dosažení přesné kontroly kontrolovaného objektu.
Princip řadiče PID
Hlavní myšlenkou řadiče PID je předpovídat budoucí stav založený na aktuálním stavu systému (tj. Odchylka) a minulého stavu (tj. Nedílný a rozdílný odchylku) a podle toho upravit kontrolní množství tak, aby systém tak, aby systém Výstup může rychle a přesně sledovat nastavenou hodnotu. Konkrétně:
- Proporcionální (p) kontrola:Řídicí efekt je generován podle velikosti chyby, tím větší je chyba, tím silnější je kontrolní efekt. Proporcionální kontrola může rychle reagovat na chybu, čímž se sníží chyba v ustáleném stavu, ale nemůže eliminovat chybu v ustáleném stavu.
- Integrální (i) kontrola:Integruje chybu pro eliminaci statického rozdílu (tj. Chyba v ustáleném stavu). Dokud dojde k chybě, integrální řadič nadále hromadí řízení výstupu, dokud není chyba nulová. Příliš silný integrál zvýší překročení systému a dokonce způsobí, že systém osciluje.
- Diferenciální (d) kontrola:odráží trend chyby před kontrolním efektem. Diferenciální kontrola může snížit množství překročení, překonat oscilaci, zlepšit stabilitu systému a urychlit dynamickou odezvu systému.
Aplikace řadiče PID
Řídicí prostředky PID se široce používají v různých situacích průmyslových kontrol kvůli jejich jednoduchosti, praktičnosti a robustnosti, včetně, ale nejen:
- Kontrola teploty:jako je výroba chemikálií při kontrole teploty reaktoru, aby byla zajištěna kvalita produktu a bezpečnost výroby.
- Ovládání tlaku:V systémech průmyslové automatizace přesná kontrola tlaku tekutin.
- Řízení toku:Stabilní kontrola průtoku v kapalných nebo plynových přepravních systémech.
- Ovládání hladiny kapaliny:Například automatická kontrola hladiny vody ve vodních nádržích, aby se hladina vody udržovala v rozsahu set.
- Kontrola robotů:Používá se k realizaci přesného sledování úhlu kloubu, rychlosti a dalších parametrů pohybu, aby robot mohl dokončit řadu složitých trajektorií pohybu.
- Aerospace:Hraje důležitou roli při kontrole postojů a navigační kontrole letadla, aby byla zajištěna stabilita a přesnost letadla.
Výhody řadiče PID
- Jednoduchá struktura:PID Controller má jednoduchou strukturu a snadno se realizuje a ladí.
- Silná přizpůsobivost:Používá se pro různé lineární systémy a některé nelineární systémy a nevyžaduje přesné modelování systémového modelu.
- Silná robustnost:Silná schopnost a stabilita proti zásahu se může přizpůsobit různým pracovním prostředím a změnám zatížení.
- Nízké náklady:Náklady na realizaci jsou relativně nízké a lze je široce používat v různých systémech řízení průmyslové automatizace.
Parametrizace řadičů PID
Výkon řadiče PID do značné míry závisí na ladění parametrů. Mezi běžně používané metody ladění parametrů patří metoda pokusů a chyb, empirická metoda, metoda kritického poměru atd. Prostřednictvím přiměřeného nastavení parametrů může ovladač PID dosáhnout nejlepšího kontrolního efektu.
Stručně řečeno, řadič PID je zralý, široce používaný řídicí systém, jeho jednoduché, praktické a robustní rysy činí, že hraje důležitou roli v oblasti kontroly průmyslové automatizace.