Що таке ПІД регулятор для чайників?
Диференціальний пропорційно-інтегральний регулятор – пристрій, який встановлюють в автоматизованих системах для підтримки заданого параметра, здатного до змін.
На перший погляд все заплутано, але можна пояснити ПІД регулювання і для чайників, тобто людей, не зовсім знайомих з електронними системами і приладами.
Що таке ПІД регулятор?
ПІД регулятор – прилад, вбудований в керуючий контур, з обов'язковим зворотним зв'язком. Він призначений для підтримки встановлених рівнів задаються величин, наприклад, температури повітря.
Пристрій подає керуючий або вихідний сигнал на пристрій регулювання, на підставі отриманих даних від датчиків або сенсорів. Контролери мають високі показники точності перехідних процесів і якістю виконання поставленого завдання.
Три коефіцієнта ПІД регулятора і принцип роботи
Робота ПІД-регулятора полягає в подачі вихідного сигналу про силу потужності, необхідної для підтримки регульованого параметра на заданому рівні. Для обчислення показника використовують складну математичну формулу, в складі якої є 3 коефіцієнта – пропорційний, інтегральний, диференційний.
Візьмемо в якості об'єкта регулювання ємність з водою, в якій необхідно підтримувати температуру на заданому рівні за допомогою регулювання ступеня відкриття клапана з парою.
Пропорційна складова з'являється в момент неузгодженості з вступними даними. Простими словами це звучить так – береться різниця між фактичною температурою і бажаної, множиться на настроюється коефіцієнт і виходить вихідний сигнал, який повинен подаватися на клапан. Тобто як тільки градуси впали, запускається процес нагріву, піднялися вище бажаної позначки – відбувається вимикання або навіть охолодження.
Далі вступає інтегральна складова, яка призначена для того, щоб компенсувати вплив навколишнього середовища або інших впливів, що обурюють на підтримку нашої температури на заданому рівні. Оскільки завжди присутні додаткові чинники, що впливають на керовані прилади, в момент надходження даних для обчислення пропорційною складовою, цифра вже змінюється. І чим більше зовнішній вплив, тим сильніше відбуваються коливання показника. Відбуваються скачки подається потужності.
Інтегральна складова намагається на основі минулих значень температури, повернути її значення, якщо воно змінилося. Детальніше процес описаний в відео нижче.
А далі вихідний сигнал регулятора, згідно з коефіцієнтом, подається для підвищення або зниження температури. Згодом підбирається та величина, яка компенсує зовнішні чинники, і скачки зникають.
Інтеграл використовується для виключення помилок шляхом розрахунку статичної похибки. Головне в цьому процесі – підібрати правильний коефіцієнт, інакше помилка (неузгодженість) буде впливати і на інтегральну складову.