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.
| Juhtimistoiming | Tõusuaeg | Stabiilsusaeg | Ületoolitus | Püsiv vigane |
| Kp | väheneb | väike muutus | suureneb | väheneb |
| Kd | väike muutus | väheneb | väheneb | ei muutu |
| Ki | väheneb | suureneb | suureneb | kustutatakse |
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.
