O viés é um problema em controladores PID

1. Introdução

Os controladores PID (Proporcional-Integral-Derivativo) são ferramentas indispensáveis em sistemas de automação e controle industrial. Os controladores são projetados para ajustar o controle de entrada para manter um ponto de ajuste em um determinado valor. O viés é um recurso crucial dos controles PID que passa despercebido. É importante entender o viés quando se trata de controles PID para que sejam precisos e estáveis. Este artigo examina o viés, incluindo seus tipos, vantagens, desvantagens e preocupações.

2. Entendendo o viés no controle PID

No PID, o viés é uma constante adicionada ao sinal de controle para manter a saída estável quando nenhum erro está presente. O deslocamento ajuda a alcançar a saída desejada mesmo quando as variáveis do processo mudam. A polarização ajuda a manter o sistema estável e minimiza as oscilações. O viés é simplesmente o componente do algoritmo de controle que ajuda a alcançar a saída desejada.

Tipos de viés

O viés é categorizado em dois tipos deControladores PID: Polarização do Ponto de Ajuste e Polarização de Saída.

Viés de saída

A polarização de saída (também conhecida como polarização manual) é a constante adicionada à saída do controlador quando não há erro. Isso garante que o controlador mantenha uma saída constante, mesmo quando nenhum erro estiver presente. Em um sistema de aquecimento, por exemplo, a polarização de saída é usada para manter a temperatura desejada, mesmo que haja ' não há diferença de temperatura entre a temperatura do ponto de ajuste e a temperatura real.

Viés do ponto de ajuste

O viés do ponto de ajuste (também conhecido como feedforward) é uma constante adicionada ao ponto de ajuste para evitar mudanças repentinas nas ações de controle. Esse viés evita mudanças abruptas de saída e permite transições suaves. O viés do ponto de ajuste pode ser particularmente útil em processos suscetíveis a instabilidade e oscilações causadas por mudanças repentinas no ponto de ajuste.

3. Implementação de viés

Para implementar o viés, os controladores PID adicionam um valor de sinal constante ou ponto de ajuste. A implementação depende de qual viés está sendo usado.

Implementação de viés de saída

O viés de saída é obtido adicionando valores constantes aos controladores' saída. O valor do viés depende da saída desejada e das características do processo. Em um sistema de controle de temperatura, por exemplo, se você deseja atingir uma temperatura desejada de 100 graus C, mas o processo se estabiliza em 95 graus C quando não há polarização, você pode adicionar uma polarização de saída de 5 graus C para obter a temperatura desejada.

4. Implementação do viés do ponto de ajuste

Ao adicionar uma constante ao ponto de ajuste, o viés pode ser implementado. Ajuda a evitar mudanças bruscas e transições suaves. Em um sistema de controle de fluxo, por exemplo, quando o fluxo desejado é de 50 l/min e mudanças repentinas de fluxo podem levar à instabilidade, adicionar um ponto de ajuste de polarização de 2 l/min ajudará a obter transições suaves.

Os benefícios do viés

O uso de polarização em sistemas de controle PID oferece uma série de benefícios que melhoram o desempenho e a estabilidade.

T5. ransition para modos automáticos de modos manuais com suavidade

A transição suave do modo manual para o automático é um dos principais benefícios do viés. A polarização mantém a saída de controle desejada mesmo ao alternar entre os modos automático e manual. Garante a estabilidade do processo e evita mudanças bruscas na ação de controle.

Prevenção de ações repentinas de controle

O viés também é útil na prevenção de ações de controle abruptas. Esse recurso também é conhecido como "transferência sem solavancos". O viés ajuda a garantir uma transição suave do modo manual para o modo automático. Evita mudanças repentinas na saída do sistema de controle e reduz a probabilidade de instabilidade.

6. Considerações e desafios

Embora o viés tenha muitos benefícios, ele também traz desafios.

Problemas que podem surgir com as configurações de polarização

A configuração de polarização incorreta pode causar vários problemas, incluindo instabilidade e erros de deslocamento. Uma configuração de polarização muito alta pode levar a um nível de saída do sistema de controle que excede o alvo, resultando em ultrapassagem. Se o viés for definido muito baixo, a saída de controle pode ser inadequada, levando a um undershooting.

Ajuste fino para desempenho ideal

Para que os controladores PID tenham um desempenho ideal, é importante que a polarização seja ajustada. O viés é ajustado com base nas características do processo e na saída desejada. Ferramentas de simulação e testes do mundo real podem ajudá-lo a ajustar a configuração de viés para garantir que ela seja apropriada para o seu processo.

A polarização nos controladores PID é crucial para manter a estabilidade do controle e atingir níveis de saída precisos. Otimizar o desempenho do controlador PID requer uma compreensão completa dos diferentes tipos de polarização e seus benefícios. Os engenheiros de controle que implementam e ajustam o viés podem garantir transições suaves e evitar ações de controle abruptas.

7. Leitura adicional

Fórum de Engenharia de Automação e Controle

Ajuste PID - o que significa viés de saída? Reddit: r/PLC

Como reduzir o viés em controladores proporcionais - Inst Tools