Contrôleur PID, contrôleur dérivé proportionnel-intégral (contrôleur dérivé proportionnel-dérivé), est un algorithme de contrôle extrêmement important dans le domaine du contrôle industriel. Il se compose d'une unité proportionnelle (P), d'une unité intégrale (i) et d'une unité différentielle (d) trois parties de base, en ajustant les paramètres de ces trois parties (kp, ki, kd) pour obtenir un contrôle précis de l'objet contrôlé.
Principe du contrôleur PID
L'idée principale du contrôleur PID est de prédire l'état futur en fonction de l'état actuel du système (c.-à-d. La déviation) et de l'état passé (c'est-à-dire, intégral et différentiel de la déviation), et d'ajuster la quantité de contrôle en conséquence, afin que le système La sortie peut suivre rapidement et avec précision la valeur définie. Spécifiquement:
- Contrôle proportionnel (P):L'effet de contrôle est généré en fonction de la taille de l'erreur, plus l'erreur est grande, plus l'effet de contrôle est important. Le contrôle proportionnel peut rapidement répondre à l'erreur, réduisant ainsi l'erreur à l'état d'équilibre, mais il ne peut pas éliminer l'erreur à l'état d'équilibre.
- Contrôle intégral (i):Intègre l'erreur pour éliminer la différence statique (c'est-à-dire une erreur en régime permanent). Tant que l'erreur existe, le contrôleur intégral continue d'accumuler le contrôle de sortie jusqu'à ce que l'erreur soit nulle. Une intégrale trop forte augmentera le dépassement du système et fera même osciller le système.
- Contrôle différentiel (D):reflète la tendance de l'erreur, avant l'effet de contrôle. Le contrôle différentiel peut réduire la quantité de dépassement, pour surmonter l'oscillation, améliorer la stabilité du système et accélérer la réponse dynamique du système.
Application du contrôleur PID
Les contrôleurs PID sont largement utilisés dans une variété de situations de contrôle industrielles en raison de leur simplicité, de leur praticité et de leur robustesse, y compris, mais sans s'y limiter:
- Contrôle de la température:comme la production chimique dans le contrôle de la température du réacteur, pour assurer la qualité des produits et la sécurité de la production.
- Contrôle de la pression:Dans les systèmes d'automatisation industrielle, contrôle précis de la pression des fluides.
- Contrôle du débit:Contrôle stable de l'écoulement dans les systèmes de transport liquide ou de gaz.
- Contrôle du niveau du liquide:Par exemple, le contrôle automatique du niveau d'eau dans les réservoirs d'eau pour maintenir le niveau d'eau dans la plage de set.
- Contrôle du robot:Utilisé pour réaliser le suivi précis de l'angle, de la vitesse et d'autres paramètres de mouvement, afin que le robot puisse terminer une variété de trajectoires de mouvement complexes.
- Aérospatial:Il joue un rôle important dans le contrôle de l'attitude et le contrôle de la navigation de l'avion pour assurer la stabilité et la précision de l'avion.
Avantages du contrôleur PID
- Structure simple:Le contrôleur PID a une structure simple et est facile à réaliser et à déboguer.
- Adaptabilité forte:Il s'applique à divers systèmes linéaires et à certains systèmes non linéaires et ne nécessite pas de modélisation précise du modèle du système.
- Robustesse forte:Une forte capacité et stabilité anti-ingénierie peuvent s'adapter à différents environnements de travail et aux changements de charge.
- Faible coût:Le coût de réalisation est relativement faible et peut être largement utilisé dans divers systèmes de contrôle de l'automatisation industrielle.
Paramétrage des contrôleurs PID
Les performances du contrôleur PID dépend en grande partie du réglage des paramètres. Les méthodes de réglage des paramètres couramment utilisées incluent la méthode des essais et des erreurs, la méthode empirique, la méthode de rapport critique, etc. Grâce à un réglage raisonnable des paramètres, le contrôleur PID peut obtenir le meilleur effet de contrôle.
En résumé, PID Controller est une technologie mature, un système de contrôle largement utilisé, ses fonctionnalités simples, pratiques et robustes, ce qui lui fait jouer un rôle important dans le domaine du contrôle de l'automatisation industrielle.