PID-juhtimine ja PID-juhtimet juhtimissüsteemides

PID-juhtimine tähendab proportsionaalne-integraal-derivatiivjuhtimine. PID-juhtimine on tagasiside mehhanism juhtsüsteemides. See tüüp juhtimist nimetatakse ka kolmliikmeliseks juhtimiseks ja see rakendatakse PID-juhtimisega. Kõige paremini saavutatakse erinevad juhtimistoimingud arvutamise ja kontrollimise kaudu kolme parameetri - proportsionaalse, integraal- ja derivatiivi - abil, kuidas protsessimuutuja võlgneb soovitud seadepunktiväärtusest.

PID-juhtimet peetakse parimateks juhtsüsteemiperekonna juhtimissüsteemide hulgas. Nicholas Minorsky avaldas teoreetilise analüüsi artikli PID-juhtimise kohta. PID-juhtimise korral koosneb tegutsemisel esitatav signaal proportsionaalsest veasignaalist, millele on lisatud derivatiiv ja integraal veasignaalist. Seega, tegutsemisel esitatav signaal PID-juhtimise korral on:

Laplace'i teisendus tegutsemisel esitatava signaali puhul, mis sisaldab PID-juhtimist, on

On mõned juhtimistoimingud, mida saab saavutada kasutades PID-juhtimise kahte parameetrit. Kahte parameetrit saab kasutada, jätes kolmanda nulliks. Seega muutub PID-juhtimine mõnikord PI (proportsionaalne-integraal), PD (proportsionaalne-derivatiiv) või isegi P või I. Derivatiivterm D vastutab müra mõõtmise eest, samas kui integraalterm on mõeldud süsteemi sihipunkti saavutamiseks. Varases perioodis kasutati PID-juhtimet mehaanilena seadmena. Need olid pneumaatsed juhtimet, kuna need töödlesid õhu tõttu. Mehaanilised juhtimet sisaldasid keelat, levendit või massi. Paljud kompleksilised elektronilised süsteemid on varustatud PID-juhtlusringiga. Tänapäeval kasutatakse PID-juhtimeid tööstuses programmide loogika juhtimetes (PLC). Proportsionaalne, derivatiiv ja integraalparameetrid väljenduvad kujul – Kp, Kd ja Ki. Kõik kolm parameetrit mõjutavad suletud tsükli juhtsüsteemi. See mõjutab tõusuaega, stabiilsusaega ja ületoolitust ning ka püsivat viga.

PID-juhtimine kombinib proportsionaalse, derivatiivse ja integraalse juhtimistoimingute eeliseid. Arutagem neid juhtimistoiminguid lühidalt.

Proportsionaalne juhtimine: Siin on juhtimistoimingus kasutatav signaal proportsionaalne veasignaaliga. Veasignaal on sissejuhatav signaal ja tagasisidesaade signaali vahe.

Derivatiivne juhtimine: Siin koosneb tegutsemisel esitatav signaal proportsionaalsest veasignaalist, millele on lisatud veasignaali derivatiiv. Seega, derivatiivse juhtimistoimingu tegutsemisel esitatav signaal on antud valemiga,

Integraalne juhtimine: Integraalsete juhtimistoimingute puhul koosneb tegutsemisel esitatav signaal proportsionaalsest veasignaalist, millele on lisatud veasignaali integraal. Seega, integraalse juhtimistoimingu tegutsemisel esitatav signaal on antud valemiga

PID-juhtimisel on mõned piirangud, kuigi see on üks parimatest juhtsüsteemide juhtimissüsteemides. PID-juhtimine on rakendatav paljudele juhtimistoimingutele, kuid see ei toimi hästi optimaalse juhtimise puhul. Peamine puudus on tagasisides tee. PID-l pole mitte mingit protsessi mudelit. Muud puudused on, et PID on lineaarne süsteem ja derivatiivosa on mürasensitiivne. Väike müra võib põhjustada suurt muutust väljundis.

Deklaratsioon: Austa algallikat, hea artikkel on väärt jagamist, kui on tekkinud rakenduslikke õigusi, siis palun kontakti otsinguks.