PID-regelaars en PID-regeling in regelsystemen

PID-regeling staat voor proportionele-integrale-afgeleide regeling. PID-regeling is een feedbackmechanisme dat wordt gebruikt in een regelingsysteem. Dit type regeling wordt ook wel drie-termenregeling genoemd en wordt uitgevoerd door een PID-controller. Door drie parameters te berekenen en te controleren - de proportionele, integrale en afgeleide van hoeveel een procesvariabele afwijkt van de gewenste setpointwaarde - kunnen we verschillende regelacties bereiken voor specifieke taken.

PID-controllers worden beschouwd als de beste controllers in de familie van regelsystemen. Nicholas Minorsky publiceerde het theoretische analyseartikel over de PID-controller. Voor PID-regeling bestaat het actuatiesignaal uit een proportioneel foutsignaal, versterkt met de afgeleide en integraal van het foutsignaal. Daarom is het actuatiesignaal voor PID-regeling:

De Laplacetransformatie van het actuatiesignaal met PID-regeling is

Er zijn bepaalde regelacties die kunnen worden bereikt door gebruik te maken van twee van de drie parameters van de PID-controller. Twee parameters kunnen werken terwijl de derde nul wordt gehouden. Dus soms wordt de PID-controller PI (proportioneel-integraal), PD (proportioneel-afgeleide) of zelfs P of I. De afgeleideterm D is verantwoordelijk voor ruismeting, terwijl de integraalterm bedoeld is om de doelwaarde van het systeem te bereiken. In vroeger dagen werd de PID-controller gebruikt als een mechanisch apparaat. Deze waren pneumatische controllers omdat ze met lucht werden samengedrukt. Mechanische controllers bevatten veer, hefboom of massa. Veel complexe elektronische systemen zijn voorzien van een PID-regellus. Tegenwoordig worden PID-controllers in de industrie gebruikt in PLC's (programmeerbare logicacontrollers). De proportionele, afgeleide en integrale parameters kunnen worden uitgedrukt als – Kp, Kd en Ki. Al deze drie parameters hebben invloed op het gesloten lus regelingsysteem. Het beïnvloedt de opgangstijd, de insteltijd en de overschrijding, en ook de steady state fout

PID-regeling combineert de voordelen van proportionele, afgeleide en integrale regelacties. Laten we deze regelacties kort bespreken.

Proportionele Regel: Hier is het actuatiesignaal voor de regelactie in een regelsysteem evenredig met het foutsignaal. Het foutsignaal is het verschil tussen het referentie-ingangs-signaal en het feedbacksignaal dat van de ingang wordt verkregen.

Afgeleide Regel: Het actuatiesignaal bestaat uit een proportioneel foutsignaal, versterkt met de afgeleide van het foutsignaal. Daarom is het actuatiesignaal voor de afgeleide regelactie gegeven door,

Integrale Regel: Voor de integrale regelactie bestaat het actuatiesignaal uit een proportioneel foutsignaal, versterkt met de integraal van het foutsignaal. Daarom is het actuatiesignaal voor de integrale regelactie gegeven door

Een PID-controller heeft ook enkele beperkingen, naast het feit dat het een van de beste controllers in het regelsysteem is. PID-regeling is van toepassing op veel regelacties, maar het presteert niet goed bij optimale regeling. Het grootste nadeel is het feedbackpad. PID is niet voorzien van een model van het proces. Andere nadelen zijn dat PID een lineair systeem is en dat het afgeleide gedeelte gevoelig is voor ruis. Een kleine hoeveelheid ruis kan grote veranderingen in de uitvoer veroorzaken.

Verklaring: Respecteer het origineel, goede artikelen zijn de moeite waard om te delen, indien er sprake is van schending contacteer dan voor verwijdering.