PID կոնտրոլերները և PID կառավարումը կառավարման համակարգերում

PID կառավարումը նշանակում է համեմատական-ինտեգրալ-դիֆերենցիալ կառավարում։ PID կառավարումը օգտագործվում է կառավարման համակարգերում որպես հետադրյալ մեխանիզմ։ Այս տեսակի կառավարումը նաև կոչվում է երեք անդամային կառավարում և իրականացվում է PID կառավարիչի միջոցով։ Հաշվարկելով և կառավարելով երեք պարամետրեր՝ համեմատական, ինտեգրալ և դիֆերենցիալ, ինչքան գործընթացի փոփոխականը շեղվում է արժեքի որոշված կետից, կարող ենք հասնել բազմաթիվ կառավարման գործողությունների համար տվյալ աշխատանքի համար։

PID կառավարիչները դիտարկվում են որպես կառավարման համակարգերի ընտանիքի ամենալավ կառավարիչները։ Նիկոլա Մինորսկին հրապարակել է PID կառավարիչի տեսական վերլուծության հոդվածը։ PID կառավարման համար աշխատանքային אותը կազմված է համեմատական սխալի նշանի հետ ինտեգրալի և դիֆերենցիալի գումարումով։ Այսպիսով, PID կառավարման համար աշխատանքային նշանը է՝

PID կառավարման ներկայացման աշխատանքային նշանի Լապլասի ձևափոխությունը է՝

Գոյություն ունեն որոշ կառավարման գործողություններ, որոնք կարող են հասնել օգտագործելով PID կառավարիչի երկու պարամետրերը։ Երկու պարամետրերը կարող են աշխատել, երբ երրորդը զրո է։ Այսպիսով, PID կառավարիչը երբեմն դառնում է PI (համեմատական-ինտեգրալ), PD (համեմատական-դիֆերենցիալ) կամ նույնիսկ P կամ I։ D դիֆերենցիալ տերմինը պատասխանատու է նոյզի չափման համար, իսկ ինտեգրալ տերմինը նախատեսված է համակարգի թիրախային արժեքը հասնելու համար։ Առաջին օրերում PID կառավարիչը օգտագործվում էր որպես մեխանիկական սարք։ Այս էր պնդական կառավարիչ, որը սեղմվում էր ամբողջակալով։ Մեխանիկական կառավարիչները ներառում են ալիք, սեղան կամ զանգված։ Շատ բարդ էլեկտրոնային համակարգերը առաջարկում են PID կառավարման ցիկլ։ Այսօրական օրերում PID կառավարիչները օգտագործվում են պրոգրամավորելի լոգիկական կառավարիչներում (PLC) գործարանային պայմաններում։ Համեմատական, դիֆերենցիալ և ինտեգրալ պարամետրերը կարող են արտահայտվել որպես – Kp, Kd և Ki։ Այս երեք պարամետրերը ունեն ազդեցություն փակ ցիկլի կառավարման համակարգի վրա։ Այն ազդում է աճման ժամանակի, ստացված ժամանակի և ավելացման վրա, ինչպես նաև հաստատուն վիճակի սխալի վրա։

PID կառավարումը կամայական համեմատական, դիֆերենցիալ և ինտեգրալ կառավարման գործողությունների առավելությունները համադրում է։ Դիցուք կուրտ քննարկենք այս կառավարման գործողությունները։

Համեմատական կառավարում: Այստեղ կառավարման գործողության աշխատանքային նշանը կառավարման համակարգում համեմատական է սխալի նշանին։ Սխալի նշանը հանդիսանում է հղումային մուտքի նշանի և հակադարձ նշանի տարբերությունը, որը ստացվում է մուտքից։

Դիֆերենցիալ կառավարում: Աշխատանքային նշանը կազմված է համեմատական սխալի նշանի հետ դիֆերենցիալի գումարումով։ Այսպիսով, դիֆերենցիալ կառավարման գործողության համար աշխատանքային նշանը է՝

Ինտեգրալ կառավարում: Ինտեգրալ կառավարման գործողության համար աշխատանքային նշանը կազմված է համեմատական սխալի նշանի հետ ինտեգրալի գումարումով։ Այսպիսով, ինտեգրալ կառավարման գործողության համար աշխատանքային նշանը է՝

PID կառավարիչը ունի նաև որոշ սահմանափակումներ, բացի նրանից, որ դա կառավարման գործողությունների համակարգում ամենալավ կառավարիչներից մեկն է։ PID կառավարումը կիրառելի է շատ կառավարման գործողությունների համար, բայց այն չի հանդիսանում օպտիմալ կառավարում։ Հիմնական թերությունը հետադրյալ ճանապարհն է։ PID-ը չի պատրաստվում գործընթացի մոդելով։ Այլ թերություններն են նաև այն, որ PID-ը գծային համակարգ է և դիֆերենցիալ մասը ạyական է նոյզի նկատմամբ։ Փոքր քանակությամբ նոյզը կարող է առաջացնել մեծ փոփոխություն ելքում։

Հայտարարություն։ Պահպանել օրիգինալը, լավ հոդվածները արժանի են կիսվել, եթե կա իրավունքի խախտում խորհուրդ է հեռացնել։