What Is Offset in PID Controller: Understanding and Addressing steady State Error? (en inglés)

   1.  introducción

Controladores PIDDurante mucho tiempo se han considerado una de las principales herramientas en el control de procesos, que sirve para mantener la salida deseada de los sistemas, mientras que la gestión de los problemas de offset con eficacia. Entendimiento offset's el significado y la mejor manera de abordarlo son aspectos clave para un rendimiento óptimo de PID; En este artículo investigamos este concepto más a fondo junto con los métodos impactantes sobre cómo afecta el rendimiento del sistema, así como las soluciones potenciales.

2. Comprensión del controlador PIDs

Los controladores PID son mecanismos de retroalimentación de lazo de control ampliamente utilizados en sistemas de control industriales. Su propósito es calcular continuamente un valor de error entre el valor de consigna deseado y los valores medidos de las variables del proceso y minimizar esta diferencia mediante ajustes de las entradas de control del proceso con el fin de minimizar los valores de error.

* proporcional (P): el componente proporcional proporciona un valor de salida que se relaciona directamente con el valor de error actual, proporcionando acciones de control que responden directamente a su magnitud.

* Integral (I): el componente Integral se dirige a los errores pasados mediante la integración de errores en el tiempo para reducir los errores de estado estacionresiduales presentes con controladores estrictamente proporcionales.

* derivada (D): el componente derivado predice errores futuros basados en su tasa de cambio y proporciona acciones de control proporcionales en proporción a él - ayudando a amortigula respuesta del sistema mientras disminuye el rebas. el componente derivado predice errores futuros basados en su tasa de cambio y proporciona acciones de control proporcionales en proporción a él - ayudando a amortigula respuesta del sistema mientras disminuye el rebas.

3. ¿Qué se compenen en los sistemas de Control PID

Offset se refiere a cualquier diferencia persistente entre la variable de proceso y el punto de ajuste que persiste a pesar de los esfuerzos del controlador. Como resultado de ajustes incorrectos o perturbaciones externas, las variables de proceso no alcanzan el punto de ajuste deseado. El resultado son continuos errores de estado estacionario.

*Offset se refiere a cualquier error de estado estaciondespués de que todos los efectos transitorios hayan desaparecido y todos los efectos de las perturbaciones transitorias se hayan disipado de un sistema.

* causas: el Offset puede resultar de varias fuentes como cambios de carga, perturbaciones externas o configuración incorrecta de parámetros PID. Sin embargo, en los sistemas de control solo proporcionales, el offset es inevitable ya que su salida se correlaciona directamente con cualquier error experimentado.

La compensación puede influir negativamente en el rendimiento de los sistemas de control, lo que conduce a la inefici, la reducción de la calidad del producto y el aumento de los costes operativos. Por lo tanto, entender su impacto es imperativo para diseñar estrategias de control exitosas.

* rendimiento del sistema: el Offset puede llevar a un sistema fuera de sus parámetros ideales y dar lugar a un rendimiento inferior al normal; Por ejemplo, en sistemas de control de temperatura podría resultar en que la temperatura del proceso sea consistentemente más alta o más baja que el punto de ajuste.

* ejemplos del mundo Real: Offset puede manifestarse en aplicaciones industriales de numerosas maneras. Por ejemplo, las desviaciones en la concentración del producto podrían amenazar potencialmente la calidad y consistencia de los productos finales producidos mediante procesos químicos.

4. Offset de direccionamiento en controladores PID

Hay varias estrategias disponibles para reducir o eliminar offset, pero los controladores PID juegan un papel fundamental mediante la integración de error en el tiempo para ajustar la salida de salida de acuerdo a lo que se encontró.

* acción Integral: en los sistemas de control PID, una acción Integral acumula errores con el tiempo y ajusta la salida en respuesta a errores de estado estacion. El aumento de la ganancia integral ayuda a acercar las variables de proceso a su punto de ajuste al disminuir los errores de offset y compensación.

* métodos de afinación: la afinación adecuada del parámetro PID puede reducir significativamente el desplazamiento. Técnicas como Ziegler-Nichols o métodos de Cohen-Coon pueden ser utilizados para identificar ajustes ópti.

5. Estrategias prácticas para controlar el Offset

El manejo apropiado del offset requiere afin, monitoreo regular y ajustes de los parámetros PID - aquí están algunas sugerencias prácticas para tratar con offset en controladores PID:

* mejores prácticas: comienza empleando un controlador de solo proporción para obtener una idea de cómo el sistema se está comportantes de añadir gradualmente componentes de controlador integral y derivado mientras se hacen los ajustes de ganancias necesarios para limitar la compensación mientras se proporciona un control estable.

* para evitar: la configuración incorrecta de la ganancia integral puede conducir a oscilexcesivas e inestabilidad de su sistema, por lo que el monitoreo regular de su rendimiento y hacer los cambios necesarios según sea necesario garantizará un control óptimo.

6. conclusión

El offset del controlador PID es un problema que a menudo dificulta el rendimiento y la eficiencia en los sistemas de control, lo que dificulta su operación óptima y el aumento de los costos. Mediante la comprensión de sus causas y efectos y el empleo de formas eficaces de tratar con él, puede asegurarse de que su PID funcione de manera óptima - la supervisión regular y el ajuste de los parámetros de PID son vitales para mantener la eficiencia del sistema al mismo tiempo que se minimila compensación.