PID kontroleri i PID upravljanje u sustavima upravljanja

PID kontrola znači proporcionalno-integralno-derivacijska kontrola. PID kontrola je mehanizam povratne informacije korišten u kontrolnom sustavu. Ovaj tip kontrole također se naziva kontrolom s tri termine, i implementira se putem PID kontrolera. Računanjem i upravljanjem tri parametra – proporcionalnim, integralnim i derivacijskim odstupanjima procesne varijable od željene točke postavljanja – možemo postići različite akcije kontrole za specifični posao.

PID kontroleri smatraju se najboljim kontrolerima u obitelji kontrolnih sustava. Nicholas Minorsky objavio je teoretski analitički rad o PID kontroleru. Za PID kontrolu aktuićni signal sastoji se od proporcionalnog signala greške dodanog s derivacijom i integralom signala greške. Stoga, aktuićni signal za PID kontrolu glasi:

Laplaceova transformacija aktuićnog signala koji uključuje PID kontrolu glasi

Postoje neke akcije kontrole koje se mogu postići koristeći bilo koje dvije komponente PID kontrolera. Dvije komponente mogu raditi zadržavajući treću na nuli. Tako postaje PID kontroler PI (proporcionalno-integralni), PD (proporcionalno-derivacijski) ili čak P ili I. Derivacijski dio D odgovoran je za mjerenje šuma, dok integralni dio služi za dosezanje ciljane vrijednosti sustava. U ranim dani PID kontroler se koristio kao mehanički uređaj. To su bili pneumaticki kontroleri jer su bili pritisnuti zrakom. Mekhanički kontroleri uključuju opruge, klipice ili mase. Mnogi složeni elektronički sustavi opremljeni su petljom PID kontrole. U modernim vremenima PID kontroleri se koriste u PLC (programabilnim logičkim kontrolerima) u industriji. Proporcionalni, derivacijski i integralni parametri mogu se izraziti kao – Kp, Kd i Ki. Svi ti tri parametra imaju utjecaj na zatvoreni kontrolni sustav. Utječe na vrijeme uspona, vrijeme uspostave i pretjerivanje, te i na grešku u stanju ravnoteže.

PID kontrola kombinira prednosti proporcionalne, derivacijske i integralne akcije kontrole. Neka ih raspravimo kraće.

Proporcionalna kontrola: Aktuićni signal za akciju kontrole u kontrolnom sustavu proporcionalan je signalu greške. Signal greške je razlika između referentnog ulaznog signala i povratnog signala dobivenog s ulaza.

Derivacijska kontrola: Aktuićni signal sastoji se od proporcionalnog signala greške dodanog s derivacijom signala greške. Stoga, aktuićni signal za derivacijsku akciju kontrole glasi,

Integralna kontrola: Za integralnu akciju kontrole aktuićni signal sastoji se od proporcionalnog signala greške dodanog s integralom signala greške. Stoga, aktuićni signal za integralnu akciju kontrole glasi

PID kontroler ima neke ograničenja, osim što je jedan od najboljih kontrolera u sustavu akcije kontrole. PID kontrola primjenjiva je na mnoge akcije kontrole, ali ne pokazuje dobre rezultate u slučaju optimalne kontrole. Glavna mana je povratna staza. PID-u nije pružen model procesa. Ostale mane su da je PID linearni sustav i derivacijski dio osjetljiv na šum. Malo šuma može uzrokovati veliku promjenu na izlazu.

Izjava: Poštujte original, dobre članke vrijede podijeliti, ukoliko je došlo do kršenja autorskih prava molimo obrisati.