objetivo do controlador PID - um guia completo

O principal objetivo doControlador PIDé ---- eliminar o desvio e manter a estabilidade

O controlador de temperatura calcula por meio de um algoritmo que o desvio entre o valor real de saída do sistema e o valor definido alvo é ajustado dinamicamente. Em termos simples, é fazer com que o estado de um objeto atinja o efeito desejado e mantenha um estado estável

1. Eliminando o desvio: Quando o valor real de saída do sistema e o valor definido alvo flutuam muito dentro de um determinado intervalo, o sistema de controle de temperatura se ajusta constantemente para reduzir gradualmente a lacuna entre os dois e atingir o valor alvo

2. Preservação estável: Quando o desvio é muito pequeno, mas os parâmetros podem variar muito devido a fatores ambientais, o PID ajustará rapidamente a estratégia de controle para manter a temperatura do sistema estável

2. Os componentes do controlador PID - "Acelerador grande, acelerador pequeno, freio"

Proporção (P), integral (I) e diferencial (D) - três componentes importantes

Proporção: Ajuste para grandes desvios

Pontos: Concentre-se em pequenos desvios e corrija-os gradualmente para zero

Diferenciação: Prever a velocidade da mudança

Quanto maior a diferença entre o valor real e o valor alvo, mais rapidamente P se ajusta. Quando o valor do desvio for muito eficiente, ajustarei imediata e suavemente para diminuir a distância entre os dois. Então, D irá prever novamente se a proporção da diferença de temperatura se torna cada vez mais imprecisa à medida que é ajustada. Quando estiver prestes a se tornar impreciso, ele freará diretamente para mantê-lo estável.

O valor de P = coeficiente proporcional × desvio de corrente

O valor de I = o coeficiente de integração × (a soma de todos os desvios no último período de tempo)

O valor de D = coeficiente diferencial × (desvio de corrente - desvio anterior)/intervalo de tempo

O coeficiente proporcional pode ser considerado como sensibilidade. O desvio de corrente é o intervalo de desvio entre o valor real e o valor definido.

Quando o valor alvo é 30°C, a temperatura atual permaneceu em 29°C por 4 minutos, sempre ficando aquém de um grau. O coeficiente de integração é definido como "0,5" (indicando que "para cada desvio de 1 ° C · minuto acumulado, uma unidade adicional de 0,5 unidade de potência é adicionada").

Quando o valor alvo é 30°C e a temperatura atual permanece em 28°C, o desvio deste segundo é de 2°C, com intervalo de tempo de 1 segundo. O coeficiente diferencial é definido como "3" (representando "para cada redução de 1°C no desvio por segundo, 3 unidades de potência são reduzidas para evitar ultrapassagem").

A combinação dos três = P + I + D = quantidade total de controle. De um modo geral, D é negativo

Primeiro estabeleça a base, depois elimine o desvio e, finalmente, estabilize a flutuação ----princípio de ajuste PID

3. Quais são as aplicações práticas dos controladores PID?

Engenharia Química/Farmacêutica: Controle de temperatura de liofilizadores para produtos farmacêuticos e controle de temperatura de vasos de reação

Metalurgia/Materiais: Regulação de Temperatura de Altos-Fornos em Siderurgia

Processamento de alimentos:Controle de temperatura de cozimento

Indústria petroquímica:Controle de temperatura de gasodutos e oleodutos

Geração de energia: Controle de pressão de vapor

Campo de energia: usinas de energia......

Indústria transformadora: Controle de temperatura para equipamentos como controle numérico e máquinas-ferramentas

Impressão e embalagem: Controle de temperatura de máquinas de impressão e embalagem

São precisamente essas vantagens que permitiram que o controlador PID se desenvolvesse desde a era industrial até o presente, tornando-se uma "árvore perene" no campo de controle. Quando combinado com algoritmos de controle modernos (como controle difuso e redes neurais), ele expandiu ainda mais seus limites de aplicação.