ตัวควบคุม PID และการควบคุม PID ในระบบควบคุม

การควบคุม PID ย่อมาจาก การควบคุมเชิงสัดส่วน-ปริพันธ์-อนุพันธ์. การควบคุม PID เป็นกลไกป้อนกลับที่ใช้ในระบบควบคุม ประเภทของการควบคุมนี้ยังเรียกว่าการควบคุมสามเทอม และได้รับการดำเนินการโดย ตัวควบคุม PID. โดยการคำนวณและควบคุมสามพารามิเตอร์ – สัดส่วน, ปริพันธ์ และอนุพันธ์ของความแตกต่างระหว่างค่าตัวแปรกระบวนการกับค่าเซ็ตพอยต์ที่ต้องการ – เราสามารถทำให้เกิดการกระทำควบคุมที่แตกต่างกันสำหรับงานเฉพาะ.

ตัวควบคุม PID ถูกมองว่าเป็นตัวควบคุมที่ดีที่สุดในวงศ์ของระบบควบคุม Nicholas Minorsky ได้ตีพิมพ์บทความวิเคราะห์ทางทฤษฎีเกี่ยวกับตัวควบคุม PID สำหรับการควบคุม PID สัญญาณการทำงานประกอบด้วยสัญญาณความผิดพลาดแบบสัดส่วนที่เพิ่มเข้ากับอนุพันธ์และปริพันธ์ของสัญญาณความผิดพลาด ดังนั้น สัญญาณการทำงานสำหรับการควบคุม PID คือ:

การแปลงลาปลาซของสัญญาณการทำงานที่รวมการควบคุม PID คือ

มีบางการกระทำควบคุมที่สามารถทำได้โดยใช้สองพารามิเตอร์ของตัวควบคุม PID. สองพารามิเตอร์สามารถทำงานได้โดยให้พารามิเตอร์ที่สามเป็นศูนย์ ดังนั้น ตัวควบคุม PID จึงกลายเป็น PI (สัดส่วน-ปริพันธ์), PD (สัดส่วน-อนุพันธ์) หรือแม้แต่ P หรือ I ภาคอนุพันธ์ D มีหน้าที่วัดเสียงรบกวนในขณะที่ภาคปริพันธ์มีไว้เพื่อให้ถึงค่าเป้าหมายของระบบ ในสมัยก่อน ตัวควบคุม PID ถูกใช้เป็นอุปกรณ์เชิงกล อุปกรณ์เหล่านี้เป็นตัวควบคุมลมเนื่องจากถูกอัดด้วยอากาศ ตัวควบคุมเชิงกลรวมถึงสปริง เลเวอร์ หรือมวล ระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนหลายระบบได้รับวงจรควบคุม PID ในยุคปัจจุบัน ตัวควบคุม PID ถูกใช้ใน PLC (โปรแกรมควบคุมตรรกะ) ในอุตสาหกรรม พารามิเตอร์สัดส่วน อนุพันธ์ และปริพันธ์สามารถแสดงเป็น Kp, Kd และ Ki. พารามิเตอร์ทั้งสามนี้มีผลต่อระบบควบคุมวงจรป้อนกลับ มันส่งผลต่อเวลาขึ้น, เวลาคงที่ และการโอเวอร์ชู้ต และยังส่งผลต่อความผิดพลาดคงที่.

การควบคุม PID รวมประโยชน์ของการควบคุมเชิงสัดส่วน อนุพันธ์ และปริพันธ์ ขอเราพูดถึงการควบคุมเหล่านี้อย่างคร่าวๆ

การควบคุมเชิงสัดส่วน: ที่นี่สัญญาณการทำงานสำหรับการกระทำควบคุมในระบบควบคุมเป็นสัดส่วนกับสัญญาณความผิดพลาด สัญญาณความผิดพลาดเป็นความแตกต่างระหว่างสัญญาณอินพุตอ้างอิงและสัญญาณป้อนกลับที่ได้จากอินพุต.

การควบคุมอนุพันธ์: สัญญาณการทำงานประกอบด้วยสัญญาณความผิดพลาดแบบสัดส่วนที่เพิ่มเข้ากับอนุพันธ์ของสัญญาณความผิดพลาด ดังนั้น สัญญาณการทำงานสำหรับการกระทำควบคุมอนุพันธ์คือ

การควบคุมปริพันธ์: สำหรับการกระทำควบคุมปริพันธ์ สัญญาณการทำงานประกอบด้วยสัญญาณความผิดพลาดแบบสัดส่วนที่เพิ่มเข้ากับปริพันธ์ของสัญญาณความผิดพลาด ดังนั้น สัญญาณการทำงานสำหรับการกระทำควบคุมปริพันธ์คือ

ตัวควบคุม PID มีข้อจำกัดบางประการนอกเหนือจากการเป็นหนึ่งในตัวควบคุมที่ดีที่สุดในระบบควบคุม การควบคุม PID สามารถนำไปใช้กับการควบคุมหลายประเภท แต่ไม่ทำงานได้ดีในกรณีของการควบคุมแบบเหมาะสม ข้อเสียหลักคือทางป้อนกลับ PID ไม่มีโมเดลของกระบวนการ ข้อเสียอื่น ๆ คือ PID เป็นระบบเชิงเส้นและภาคอนุพันธ์มีความไวต่อเสียงรบกวน ปริมาณเสียงรบกวนเล็กน้อยอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงมากในเอาต์พุต.

คำแถลง: เคารพ ต้นฉบับ, บทความที่ดีควรแชร์, หากละเมิดลิขสิทธิ์โปรดติดต่อลบ.