PID नियंत्रक और नियंत्रण प्रणाली में PID नियंत्रण

पीआईडी नियंत्रण समानुपातिक-समाकल-व्युत्पन्न नियंत्रण के लिए संक्षिप्त रूप है। पीआईडी नियंत्रण एक नियंत्रण प्रणाली में उपयोग की जाने वाली एक प्रतिक्रिया तंत्र है। इस प्रकार के नियंत्रण को तीन-शब्द नियंत्रण भी कहा जाता है, और इसे एक पीआईडी नियंत्रक द्वारा लागू किया जाता है। यह तीन पैरामीटर - समानुपातिक, समाकल और व्युत्पन्न - की गणना करके और नियंत्रण करके, एक प्रक्रिया चर कितना अपेक्षित सेट पॉइंट मान से विचलित होता है, उसके आधार पर हम विशिष्ट कार्य के लिए विभिन्न नियंत्रण कार्रवाई प्राप्त कर सकते हैं।

पीआईडी नियंत्रकों को नियंत्रण प्रणाली परिवार में सर्वश्रेष्ठ नियंत्रक माना जाता है। निकोलस मिनोर्स्की ने पीआईडी नियंत्रक पर सैद्धांतिक विश्लेषण पत्र प्रकाशित किया था। पीआईडी नियंत्रण के लिए नियंत्रक संकेत में समानुपातिक त्रुटि संकेत, त्रुटि संकेत का व्युत्पन्न और समाकल जोड़ा जाता है। इसलिए, पीआईडी नियंत्रण के लिए नियंत्रक संकेत है:

पीआईडी नियंत्रण शामिल करने वाले नियंत्रक संकेत का लाप्लास रूपांतरण है

कुछ नियंत्रण कार्रवाइयाँ पीआईडी नियंत्रक के किसी दो पैरामीटर का उपयोग करके प्राप्त की जा सकती हैं। दो पैरामीटर काम कर सकते हैं जबकि तीसरा शून्य रखा जाता है। इस प्रकार, पीआईडी नियंत्रक कभी-कभी पीआई (समानुपात-समाकल), पीडी (समानुपात-व्युत्पन्न) या यहाँ तक कि केवल पी या आई बन जाता है। व्युत्पन्न शब्द D शोर नापने के लिए जिम्मेदार होता है जबकि समाकल शब्द नियंत्रण प्रणाली के लक्ष्य मान तक पहुँचने के लिए निर्धारित होता है। प्रारंभिक दिनों में पीआईडी नियंत्रक का उपयोग एक यांत्रिक उपकरण के रूप में किया जाता था। ये वायु द्वारा संपीड़ित यांत्रिक नियंत्रक थे। यांत्रिक नियंत्रक में स्प्रिंग, लीवर या द्रव्यमान शामिल थे। कई जटिल इलेक्ट्रोनिक प्रणालियों में पीआईडी नियंत्रण लूप दिया जाता है। आधुनिक दिनों में, उद्योग में पीएलसी (प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर) में पीआईडी नियंत्रक का उपयोग किया जाता है। समानुपात, व्युत्पन्न और समाकल पैरामीटर Kp, Kd और Ki के रूप में व्यक्त किए जा सकते हैं। ये तीनों पैरामीटर बंद लूप नियंत्रण प्रणाली पर प्रभाव डालते हैं। यह उठाने का समय, स्थिर होने का समय और ओवरशूट प्रभाव डालता है और यह स्थिर अवस्था त्रुटि पर भी प्रभाव डालता है।

पीआईडी नियंत्रण समानुपात, व्युत्पन्न और समाकल नियंत्रण कार्रवाइयों के फायदों को संयोजित करता है। आइए इन नियंत्रण कार्रवाइयों को संक्षिप्त रूप से चर्चा करें।

समानुपातिक नियंत्रण: यहाँ नियंत्रण प्रणाली में नियंत्रण कार्रवाई के लिए नियंत्रक संकेत त्रुटि संकेत के समानुपातिक होता है। त्रुटि संकेत इनपुट संकेत और प्रतिक्रिया संकेत के बीच का अंतर होता है।

व्युत्पन्न नियंत्रण: नियंत्रक संकेत में समानुपातिक त्रुटि संकेत और त्रुटि संकेत का व्युत्पन्न जोड़ा जाता है। इसलिए, व्युत्पन्न नियंत्रण कार्रवाई के लिए नियंत्रक संकेत निम्नलिखित है,

समाकल नियंत्रण: समाकल नियंत्रण कार्रवाई के लिए नियंत्रक संकेत में समानुपातिक त्रुटि संकेत और त्रुटि संकेत का समाकल जोड़ा जाता है। इसलिए, समाकल नियंत्रण कार्रवाई के लिए नियंत्रक संकेत निम्नलिखित है

एक पीआईडी नियंत्रक नियंत्रण कार्रवाई प्रणाली में सर्वश्रेष्ठ नियंत्रकों में से एक है, लेकिन इसके कुछ सीमाएँ भी हैं। पीआईडी नियंत्रण कई नियंत्रण कार्रवाइयों में लागू होता है, लेकिन इष्टतम नियंत्रण के मामले में यह अच्छा प्रदर्शन नहीं करता। मुख्य दोष फीडबैक पथ है। पीआईडी को प्रक्रिया का कोई मॉडल नहीं दिया जाता है। अन्य दोषों में पीआईडी एक रैखिक प्रणाली है और व्युत्पन्न भाग शोर संवेदनशील होता है। थोड़ा सा शोर भी आउटपुट में बड़ा बदलाव ला सकता है।

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