Propósito del controlador PID - una guía comprensiva

El objetivo principal de laControlador PID¿Es -- eliminar la desviación y mantener la estabilidad

El controlador de temperatura calcula a través de un algoritmo que la desviación entre el valor de salida real del sistema y el valor establecido de destino se ajusta dinámicamente. En términos simples, es hacer que el estado de un objeto alcance el efecto deseado y mantenga un estado estable

1. Eliminación de la desviación: cuando el valor de salida real del sistema y el valor fijado objetivo fluctúan mucho dentro de un cierto rango, el sistema de control de temperatura se ajustconstantemente para reducir gradualmente la brecha entre los dos y alcanzar el valor objetivo

2. Preservación estable: cuando la desviación es muy pequeña pero los parámetros pueden variar mucho debido a factores ambientales, el PID ajustrápidamente la estrategia de control para mantener la temperatura del sistema estable

2. Los componentes del controlador PID - "gran acelerador, pequeño acelerador, freno"

Proporción (P), integral (I), y diferencial (D) - tres componentes importantes

Proporción: ajuste para las desviaciones grandes

Puntos: concéntrate en las pequeñas desviaciones y corrijalas gradualmente hasta llegar a cero

Diferenciación: predicción de la velocidad del cambio

Cuanto mayor sea la diferencia entre el valor real y el valor objetivo, más rápido se ajusta P. Cuando el valor de desviación es muy eficiente, me ajustaré inmediatamente y suavemente para estrechar la distancia entre los dos. Entonces, D volverá a predecir si la proporción de la diferencia de temperatura se vuelve más y más imprecisa a medida que se ajusta. Cuando está a punto de convertirse en inexacta, se frendirectamente para mantenerlo estable.

El valor p = coeficiente proporcional − desviación de corriente

El valor de I = el coeficiente de integración − (la suma de todas las desviaciones en el pasado período de tiempo)

El valor de D = coeficiente diferencial − (desviación actual - desviación anterior)/ intervalo de tiempo

El coeficiente proporcional puede ser considerado como sensibilidad. La desviación actual es el rango de desviación entre el valor real y el valor establecido.

Cuando el valor objetivo es 30℃, la temperatura actual se ha mantenido en 29℃ durante 4 minutos, siempre cayendo corto por un grado. El coeficiente de integración se establece en "0.5" (indicando que "por cada desviación acumulada de 1℃ · minuto, se añade una unidad adicional de potencia").

Cuando el valor objetivo es 30℃ y la temperatura actual se mantiene en 28℃, la desviación de este segundo es 2℃, con un intervalo de tiempo de 1 segundo. El coeficiente diferencial se establece en "3" (que representa "por cada reducción de 1℃ en la desviación por segundo, 3 unidades de potencia se reducen para evitar el rebasde").

La combinación de los tres =P+I+D= cantidad total de control. En general, D es negativo

Primero establecer la base, luego eliminar la desviación, y finalmente estabilizar la fluctu-- principio de afinación PID

3. ¿Cuáles son las aplicaciones prácticas de los controladores PID?

Ingeniería química/productos farmacéuticos: control de temperatura de los secadores de congelación para productos farmacéuticos y control de temperatura de los recipientes de reacción

Metalurgia/materiales: regulación de la temperatura de los altos hornos siderúrgicos

Procesamiento de alimentos:Control de la temperatura de hor

Industria petroquímica:Control de temperatura de gas natural y oleoductos

Generación de energía: control de presión de vapor

Sector de la energía: centrales eléctricas..................

Industria de fabricación: control de temperatura para equipos tales como control numérico y máquinas herramientas

Impresión y embalaje: control de temperatura de las máquinas de impresión y embalaje

Son precisamente estas ventajas las que han permitido al controlador PID desarrollarse desde la era industrial hasta el presente, convirtiéndose en un "árbol perenne" en el campo de control. Cuando se combina con algoritmos de control modernos (como control difuy redes neuron), ha ampliado aún más sus límites de aplicación.