¿Qué es Deadband in PID Control: A Comprehensive Guide
Aprender sobre deadband enControl PIDSistemas, sus beneficios, tipos e implementación. Entienda cómo la banda muerta mejora la estabilidad del sistema y reduce el desgaste del actuador.
1. Introduce Deadband al Control PID
La banda muerta es un concepto crucial en los sistemas de control PID (proporcional-integral-deriv). Esta es una región alrededor del punto de ajuste en la que no se toman acciones de control. Esto significa que pequeñas desviaciones no son detectadas por el controlador. La banda muerta reduce el desgaste innecesario y los ajustes en los actuadores. Esto aumenta la estabilidad y la longevidad del sistema.
Comprensión del Control PID
El PID feedback system es ampliamente utilizado en sistemas de control industriales. Para mantener una salida deseada, combina tres componentes: proporcional, integral y derivada. El componente proporcional trata directamente con los errores corrientes. La Integral se dirige a los errores pasados y la derivada predice errores en el futuro en función de la velocidad a la que cambian. Estos componentes trabajan juntos para garantizar un control preciso y estable.
Deadband es una forma de música.
La banda muerta en PID es el área predefinida alrededor del punto de ajuste sobre la que el controlador no actuará. El controlador no debe realizar ajustes menores constantes, que pueden causar un desgaste excesivo en los actuadores. El controlador ignora los pequeños errores dentro de la banda muerta y se centra en su lugar en los más graves que requieren corrección.
Hay diferentes tipos de mordedura
2. Las bandas muertas pueden clasificarse en dos tipos principales:
1.
Banda muerta que cruza cero: el centro del rango se establece en cero. Este rango es ignorado por el controlador, y sólo responde cuando un error excede sus límites.
2.
Non-zero Crossing deadband: The setpoint isn& (en inglés)#39;t el centro de este tipo, sino más bien valores límite superiores e inferiores. Mientras el error esté dentro de los límites, los controladores permanecen inactivos.
Deadband: Benefits and Use (en inglés)
Hay varias ventajas al usar deadband con controladores PID:
Las bandas muertas pueden ayudar a prolongar la vida útil del actuador al reducir los ajustes innecesarios.
* reducir el ruido del sistema de Control - las bandas muertas reducen la frecuencia de la acción de Control, reduciendo así el ruido.
La banda muerta mejora la estabilidad del sistema centrándose en los errores que son significativos.
3. Controladores PID con banda muerta: implementación
Siga estos pasos para implementar deadband en un controlador PID:
1.
Rango de banda muerta: Define la distancia máxima aceptable alrededor del punto de ajuste que no será controlada.
2.
Modificar algoritmo de Control: incluir la lógica de banda muerta en el algoritmo PID. Compruebe si el error se encuentra dentro de la banda muerta antes de tomar cualquier acción.
3.
Ejemplos de código de banda muerta: a continuación se presentan algunos ejemplos de código de banda muerta en varios lenguajes de programación.
* Python:
DEF pid_control(setpoint, process_variable, Kp, Ki, Kd, deadband):
Error = Setpoint - Process_Variable
Si ABS (error), entonces deadband es:
Retorno 0
Calcular los términos PID y controlar la salida
#...
* Arduino:
Doble pid_control(doble punto de ajuste, doble proceso_variable, doble Kp, doble Ki, doble Kd, doble banda muerta) {
Doble error = setpoint - process_variable;
Si (ABS (error)) < Banda muerta) {
Retorno 0
}
Calcular los términos PID y controlar la salida
//...
}
4. Consideraciones para el uso práctico
Considere lo siguiente al implementar deadband:
* seleccionar la banda muerta correcta: debe elegir la banda muerta en función de su system' necesidades específicas. Una banda muerta que es demasiado grande puede causar un control insuficiente, mientras que una banda que es demasiado pequeña puede causar un desgaste excesivo en el actuador.
Las bandas muertas pueden ser un inconveniente. Si bien pueden mejorar la estabilidad de un vehículo y reducir el desgaste en él, también ralentizar su tiempo de respuesta a errores menores pero importantes.
Prueba y ajuste: para asegurar el mejor rendimiento, pruebe el sistema y ajuste el valor de la banda muerta.
Ejemplos de aplicaciones
La banda muerta se puede utilizar para mejorar el rendimiento de los sistemas de control en una variedad de aplicaciones.
1.
Las bandas muertas se utilizan en los sistemas de control de temperatura para evitar que el sistema se ajuste constantemente para pequeñas variaciones de temperatura, reduciendo así el desgaste de los elementos calefactores.
2.
Control de la velocidad del Motor: la banda muerta se utiliza en el Control de la velocidad del Motor para evitar hacer ajustes frecuentes de la velocidad para pequeñas desviaciones. Esto prolonga la vida útil del motor y mejora la estabilidad general.
5. La conclusión del artículo es:
La característica de banda muerta es una parte importante de los sistemas PID. Ayuda a reducir el número de ajustes innecesarios y el ruido, al tiempo que mejora la estabilidad del sistema. Entender y usar correctamente la banda muerta puede mejorar la longevidad y el rendimiento de su sistema de control.