Làm thế nào để tính độ lợi từ một bộ điều khiển PID

Để tối ưu hóa hiệu suất của PID, bạn có thể học cách tính lợi nhuận (Kp Ki Kd). Cuốn hướng dẫn này bao gồm công thức, tham chiếu và ví dụ.

1. Giới thiệu

Bộ điều khiển tỷ lệ-tích phân (PID) được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển công nghiệp để duy trì một điểm đặt mong muốn bằng cách điều chỉnh đầu vào điều khiển. Điều quan trọng là phải hiểu độ lợi (Kp Ki Kd) được tính toán như thế nào để tối ưu hóa hiệu suất của nóBộ điều khiển PID. Bài dưới đây sẽ hướng dẫn bạn qua các bước tính toán những lợi ích, và cho thí dụ minh họa các khái niệm này.

2. Hiểu được các bộ phận của PID

Ba thành phần chính tạo nên các điều khiển PID: lợi tỷ lệ (Kp), lợi tích phân (Ki) và lợi vi phân (Kd). Mỗi thành phần có vai trò riêng biệt trong quá trình kiểm soát:

Độ lợi tỷ lệ (Kp) xác định hệ thống sẽ đáp ứng với sai số như thế nào. Kp cao hơn dẫn đến phản ứng mạnh hơn.

Tích phân (Ki). Thành phần này được thiết kế để giải quyết việc tích lũy các lỗi. Thành phần này giúp loại bỏ các lỗi ở trạng thái ổn định bằng cách tích hợp chúng theo thời gian.

Lợi phát sinh (Kd) : Thành phần này được sử dụng để dự đoán các lỗi trong tương lai bằng cách phân tích tốc độ thay đổi lỗi. Thành phần này giúp làm giảm dao động, và cải thiện sự ổn định của hệ thống.

3. Xác định thông số hệ thống

Điều quan trọng là phải biết các tham số của hệ thống trước khi tính toán độ lợi.

Độ lợi của quá trình (Kp_process). : Lợi nhuận đạt được bằng cách điều khiển một quá trình.

Thời gian xử lý hằng số (t) chỉ ra tốc độ mà quy trình phản ứng với những thay đổi.

Thời gian thiết lập mong muốn (Giải quyết). Thời gian mong muốn mà hệ thống quyết định theo những giá trị cuối cùng.

Mong muốn vượt mức (OS). Tỷ lệ phần trăm vượt quá khả năng chấp nhận, cho thấy hệ thống được phép vượt quá điểm đặt của nó bao xa.

4. Lợi ích tỷ lệ tính toán (Kp)

Bạn có thể tính được độ lợi tỷ lệ bằng cách sử dụng công thức này.

Kp = Kpprocessx (Tsettling2) Kp = Kp_process \ times \ left (\ fracT_settling2 \ right)

Tính được lợi tích phân (Ki)

Bạn có thể tính toán độ lợi tích phân (Ki) bằng cách sử dụng công thức này.

Ki = Kpprocessx (1t) Ki = Kp_process \ times \ left (\ frac1t \ right)

Ví dụ, nếu quá trình có được quá trình KpprocessKp_process là 10 và hằng số tt là 5 giây, thì KiKi tích phân sẽ là:

Ki = 10x (15) = 2Ki = 10 \ times \ left (\ frac15 \ right) = 2

Lợi nhuận đạo hàm tính toán (Kd)

Bạn có thể tính toán độ lợi đạo hàm (Kd) bằng cách sử dụng công thức này.

Kd = Kix (Tsettling2) Kd = Ki \ times \ left (\ fracT_settling2 \ right)

Ví dụ, nếu độ lợi tích phân KiKi là 2 và thời gian ổn định theo mong muốn là 30 giây, độ lợi phái sinh KdKd sẽ là:

Kd = 2x (302) = 30Kd = 2 \ times \ left (\ frac302 \ right) = 30

4. điều chỉnh và kiểm tra lợi ích

Điều quan trọng là kiểm tra hiệu quả của lợi ích bằng cách sử dụng các thử nghiệm thực tế hoặc mô phỏng. Các lợi ích có thể được điều chỉnh dựa trên cách hệ thống phản ứng. Điều này sẽ giúp bạn đạt được thành tích mong muốn.

Quá trình tính toán độ lợi trong PID có hệ thống và liên quan đến việc hiểu các thành phần PID cũng như xác định các tham số hệ thống. Hãy thực hiện các bước này để tối ưu hóa điều khiển PID của bạn#39; s hiệu suất và đạt được kiểm soát chính xác và ổn định.

5. Đọc thêm

Điều khiển PID được giải thích

PID điều chỉnh thông qua các phương pháp cổ điển

Độ lợi điều khiển tính toán: Kp. Em à. Kd