PID Kontrolörleri ve Kontrol Sistemlerinde PID Kontrolü
PID kontrol, orantısal-tümlevsel-türevsel kontrol anlamına gelir. PID kontrol, bir kontrol sisteminde kullanılan bir geribildirim mekanizmasıdır. Bu tür kontrol aynı zamanda üç terimli kontrol olarak da adlandırılır ve bir PID Kontrolcü tarafından uygulanır. Bir işlem değişkeninin istenen ayar değerinden ne kadar sapma gösterdiğini hesaplayarak ve orantısal, tümlevsel ve türevsel parametreleri kontrol ederek, belirli işler için farklı kontrol eylemleri elde edebiliriz.
PID kontrolcüler, kontrol sistemi ailesinde en iyi kontrolcüler olarak kabul edilir. Nicholas Minorsky, PID kontrolcüsü üzerine teorik analiz makalesini yayınladı. PID kontrol için etkinleştirme sinyali, orantısal hata sinyali ile hata sinyalinin türevi ve tümlevi ile birleştirilir. Bu nedenle, PID kontrol için etkinleştirme sinyali:
PID kontrolü içeren etkinleştirme sinyalinin Laplace dönüşümü
Bazı kontrol eylemleri, PID kontrolcüsünün herhangi iki parametresi kullanılarak gerçekleştirilebilir. İki parametre, üçüncüsünü sıfır tutarken çalışabilir. Bu nedenle, bazen PID kontrolcüsü PI (orantısal-tümlevsel), PD (orantısal-türevsel) veya sadece P veya I olabilir. Türev terimi D, gürültü ölçümüne sorumludur, tümlev terimi ise sistemin hedef değere ulaşmasını sağlar. Eskiden PID kontrolcüsü, mekanik bir cihaz olarak kullanılırdı. Bunlar, havayla sıkıştırılan pneumatik kontrolcülerdi. Mekanik kontrolcüler, yay, kolu veya kütleyi içerirdi. Birçok karmaşık elektronik sistem, PID kontrol döngüsü ile donatılmıştır. Günümüzde endüstride PID kontrolcüler, PLC'ler (programlanabilir mantık kontrolcüleri) içinde kullanılır. Orantısal, türevsel ve tümlevsel parametreler Kp, Kd ve Ki olarak ifade edilebilir. Bu üç parametre, kapalı döngü kontrol sisteminin üzerinde etkili olur. Yükselme süresini, yerleşme süresini, aşırı geçiş miktarını ve ayrıca durağan durum hatasını etkiler.
| Kontrol Yanıtı | Yükselme Süresi | Yerleşme Süresi | Aşırı Geçiş Miktarı | Durağan Durum Hatası |
| Kp | azalama | küçük değişim | artış | azalma |
| Kd | küçük değişim | azalma | azalma | değişmez |
| Ki | azalma | artış | artış | ortadan kaldırma |
PID kontrol, orantısal, türevsel ve tümlevsel kontrol eylemlerinin avantajlarını bir araya getirir. Bu kontrol eylemlerini kısa bir şekilde tartışalım.
Orantısal Kontrol: Burada, bir kontrol sistemindeki kontrol eylemi için etkinleştirme sinyali, hata sinyaliyle orantılıdır. Hata sinyali, referans giriş sinyali ile geri bildirim sinyali arasındaki farktır.
Türevsel Kontrol: Etkinleştirme sinyali, orantısal hata sinyali ile hata sinyalinin türevi ile birleştirilir. Bu nedenle, türevsel kontrol eylemi için etkinleştirme sinyali şu şekilde verilir,
Tümlevsel Kontrol: Tümlevsel kontrol eylemi için etkinleştirme sinyali, orantısal hata sinyali ile hata sinyalinin tümlevi ile birleştirilir. Bu nedenle, tümlevsel kontrol eylemi için etkinleştirme sinyali şu şekilde verilir
Bir PID kontrolcüsü, kontrol eylem sisteminde en iyi kontrolcülerden biri olmasına rağmen bazı sınırlamaları da vardır. PID kontrol, birçok kontrol eylemine uygulanabilir ancak optimal kontrolde iyi performans göstermez. Ana dezavantaj, geribildirim yolu olup, PID'ye herhangi bir süreç modeli sağlanmamış olmasıdır. Diğer dezavantajları, PID'nin doğrusal bir sistem olması ve türev kısmı gürültüye duyarlı olmasıdır. Küçük miktardaki gürültü, çıkışta büyük bir değişim yaratabilir.
Açıklama: Orijinali saygın, iyi yazılar paylaşılmalıdır, telif hakkı ihlali varsa lütfen silme talebinde bulunun.
