O que é controlador PID?

  1. Partes do controlador PID

Três componentes principais compõem um PID: Integral, Derivativo e Proporcional. Cada elemento desempenha um papel importante no processo de controle.

Proporcional: Este componente gera uma saída que é proporcional ao erro. Ao alterar o ganho, você pode ajustar a resposta proporcional. Ganhos proporcionais mais altos resultam em maiores mudanças de saída para o mesmo erro.

Inteiro (I): Este componente lida com erros passados. O termo integral aumentará se o erro estiver presente por um longo período de tempo. Isso ajuda a eliminar os erros residuais de estado estacionário. O ganho integral é usado para determinar o impacto dos componentes integrais.

Derivada: Este componente usa a taxa de alteração de erro para prever erros futuros. O termo derivada amortece o overshoot considerando a taxa na qual o erro muda. O ganho da derivada é usado para controlar o impacto da derivada do componente.

O que é um controlador PID?

Controladores PIDTrabalhe calculando continuamente o valor do erro e, em seguida, aplicando correções com base em termos integrais, derivativos ou proporcionais. Os loops de controle operam da seguinte forma

Cálculo de erro - O controlador calcula o erro medindo a variável e comparando-a com o ponto de ajuste.

Este termo fornece correção imediata com base na magnitude do erro. O termo é usado para fornecer correções imediatas com base na magnitude do erro.

Este termo é usado para explicar erros no passado. Este termo é usado para eliminar erros que ocorrem no estado estacionário.

Termo derivado: Este termo derivado é baseado na taxa na qual o erro muda. Este termo reduz o overshoot enquanto melhora a estabilidade do sistema.

Cálculo de saída: Para produzir a saída final, o controlador adiciona os resultados dos termos integrais, derivativos e proporcionais.

Atuação: Para minimizar o erro, a saída de controle pode ser usada para alterar as entradas do processo, por exemplo, abrir um termostato ou alterar a temperatura.

Diferentes tipos de controladores PID

Existem muitos tipos diferentes de PIDs, todos com seus próprios aplicativos.

O tipo mais popular de controladores PID, eles oferecem recursos básicos de controle. Esses controladores são amplamente utilizados para controle de processos industriais.

Controladores PID digitais: Eles usam algoritmos digitais para controle PID. Esses controladores oferecem benefícios como fácil integração com sistemas digitais e recursos avançados, como ajuste automático.

Controladores adaptativos PID: Podem ser ajustados em tempo real com base nas mudanças que ocorrem na dinâmica de um processo. Eles são, portanto, adequados para processos de características variadas.

Usos de controladores PID

Devido à sua precisão e confiabilidade, os controladores PID podem ser encontrados em muitas aplicações.

Na automação industrial, os controladores PID desempenham um papel vital no controle de variáveis como temperatura, pressão e vazão. Esses controladores garantem a qualidade consistente dos produtos e operações eficientes.

  2. Os controladores PID têm muitas vantagens, mas também algumas limitações.

Vantagens:

Os controladores PID são precisos em seu controle e garantem saídas de alta qualidade.

Esses produtos são confiáveis e robustos, o que os torna ideais para uso em aplicações críticas.

* Versatilidade - Os controladores PID são adequados para uma variedade de indústrias.

Desvantagens:

A complexidade do ajuste de parâmetros para PID pode levar muito tempo e esforço.

O potencial de instabilidade é alto. O ajuste incorreto pode levar a um desempenho ruim e instabilidades.

Ajustando controladores PID

Para obter o melhor desempenho, você pode ajustar os ganhos para integrais, derivadas e proporcionais. O ajuste pode ser feito de várias maneiras:

Método de Ziegler-Nichols: Um método de ajuste popular baseado em heurística, envolve definir o ganho integral e derivativo como zero enquanto aumenta os ganhos proporcionais até que ocorram oscilações. O cálculo dos valores dos parâmetros PID é baseado no período de oscilação e no ganho final.

O método de tentativa e erro é um ajuste manual do parâmetro PID e observação da resposta. Este método requer intuição e experiência, mas pode funcionar para sistemas simples.

  3. Controladores PID com recursos de ajuste automático: Os controladores PID avançados geralmente possuem funções de ajuste automático ou ferramentas de software para calcular automaticamente os melhores parâmetros PID analisando a resposta do sistema.

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O que é um controlador PID? Noções básicas

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Configurando e usando controladores PID

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