Làm thế nào để thiết lập một bộ điều khiển PID: một hướng dẫn toàn diện để điều chỉnh và cài đặt

Hãy học cách giai điệu và chỉnh tôngBộ điều khiển PIDVới hướng dẫn toàn diện này. Tìm hiểu về quá trình thiết lập ban đầu, làm thế nào để điều chỉnh một bộ điều khiển PID, cũng như các ứng dụng thực tế.

Thành phần tích phân (I) tích lũy các lỗi trong quá khứ theo thời gian. Thành phần tích phân giải quyết các lỗi dư ở trạng thái ổn định mà không thể loại bỏ bởi riêng các thành phần tỷ lệ. Thành phần nguyên có thể giúp đưa hệ thống trở lại điểm đặt mong muốn bằng cách xem xét sai sót lịch sử.

Đạo hàm (D) : Thành phần này dự đoán các lỗi trong tương lai bằng cách phân tích tốc độ thay đổi lỗi. Các thành phần phái sinh làm giảm dao động và bắn quá mức bằng cách cung cấp một hành động làm giảm sự dao động.

Điều quan trọng là phải hiểu được tầm quan trọng của từng thành phần để thiết lập và điều chỉnh điều khiển PID.

1. Thiết lập ban đầu

Trước tiên bạn phải thu thập tất cả các thành phần cần thiết và thiết lập hệ thống trước khi bạn có thể bắt đầu điều khiển PID.

Thu thập các thành phần: Chắc chắn bạn có những mục sau đây. Một bộ điều khiển PID (hoặc một cảm biến khác có liên quan), một bộ cung cấp điện, một công tắc, và một bộ điều khiển làm mát hoặc máy sưởi.

Kết nối bộ điều khiển PID với bộ điều khiển PID với cảm biến và nguồn cấp năng lượng. Nhà sản xuất sẽ cung cấp hướng dẫn cách kết nối các thành phần.

Kết quả đầu tiên: Bật bộ điều khiển PID và hoàn thành thiết lập ban đầu. Thiết lập các loại cảm biến mong muốn và đặt điểm cảm biến mong muốn.

Bộ điều khiển PID phải được thiết lập đúng để đạt được điều chỉnh tối ưu.

2. Điều khiển PID

Để đạt được phản hồi bạn muốn, điều chỉnh lợi ích của tích phân, tỷ lệ và đạo hàm. Có thể rất khó để đạt được độ chính xác và độ ổn định với quá trình điều chỉnh, nhưng một phương pháp có hệ thống có thể giúp ích.

Thiết lập lợi nhuận tích phân và phái sinh bằng 0: thiết lập lợi nhuận cho thành phần tỷ lệ (P) bằng không. Tăng độ lợi tỷ lệ từ từ cho đến khi hệ thống phản ứng với những thay đổi được thực hiện tại điểm đặt. Theo dõi dao động quá mức khi chúng chỉ ra độ tăng tỷ lệ không cân bằng.

Điều chỉnh thành phần tích phân một khi bạn đã đặt độ lợi tỉ lệ, cộng thêm độ lợi tích phân. Độ lợi tích phân nên được điều chỉnh để loại bỏ bất kỳ lỗi nào ở trạng thái ổn định. Lưu ý thời gian phản ứng vì tăng tích phân cao có thể gây ra sự bất ổn và quá mức.

Điều chỉnh thành phần phái sinh: cuối cùng, điều chỉnh độ lợi đạo đức để làm giảm dao động và giảm quá mức. Thiết lập độ lợi đạo hàm để tạo ra một phản ứng ổn định và trơn tru, không chậm trễ quá mức.

Khi điều chỉnh hệ thống, hãy để mắt đến phản ứng của nó. Thực hiện những điều chỉnh nhỏ khi cần thiết. Điều quan trọng là phải có một hệ thống điều khiển ổn định và cân bằng.

3. Xét nghiệm và điều chỉnh

Điều quan trọng là phải kiểm tra hiệu suất của bộ điều khiển PID và điều chỉnh nó nếu cần thiết.

Các phương pháp kiểm thử: thay đổi điểm đặt theo các bước nhỏ và xem đáp ứng của hệ thống. Đánh giá thời gian đến điểm đặt và bắn quá mức.

Xử lý sự cố và các vấn đề phổ biến xác định bất kỳ vấn đề nào như các dao động hoặc đáp ứng chậm chạp. Những vấn đề này thường được gây ra bởi thiết lập độ lợi không chính xác và sai sót hiệu chuẩn cảm biến.

Tối ưu hóa hiệu suất: dựa trên kết quả kiểm tra, thực hiện những điều chỉnh nhỏ đối với lợi nhuận tỷ lệ, lợi nhuận tích phân và lợi nhuận phái sinh. Đối với phản hồi, mục tiêu để có một ổn định và nhẵn mà theo sát phía sau điểm đặt.

Bạn có thể đạt được hiệu suất tối ưu bằng cách kiểm tra bộ điều khiển và điều chỉnh nó theo ứng dụng của bạn.

4. Ứng dụng của toán học thực tiễn

Bộ điều khiển PID được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Đây là một số ví dụ.

Các bộ điều khiển PID điều khiển nhiệt độ có thể được tìm thấy trong nhiều hệ thống kiểm soát nhiệt độ như lò sản xuất, lò nướng và các đơn vị kiểm soát khí hậu. Bộ điều khiển PID duy trì các nhiệt độ chính xác để đảm bảo các điều kiện tốt nhất có thể cho các quá trình khác nhau.

Điều khiển tốc độ động cơ trong các bộ điều khiển PID công nghiệp được sử dụng để điều chỉnh tốc độ động cơ để đạt được các mức hiệu suất mong muốn. Nó rất cần thiết cho băng chuyền và robot cũng như máy CNC.

Điều khiển quá trình: Các bộ điều khiển PID được sử dụng trong các quá trình hóa học và sản xuất để duy trì mức độ các biến mong muốn, chẳng hạn như tốc độ và áp suất dòng chảy. Nó đảm bảo chất lượng nhất quán của sản phẩm và quy trình hiệu quả.

Điều khiển PID được điều chỉnh tốt trong các ứng dụng như vậy có thể cung cấp nhiều lợi ích bao gồm tăng hiệu suất, hiệu suất năng lượng và ổn định.

5. Kết luận của bài là:

Điều quan trọng là phải hiểu được sự điều chỉnh và các thành phần của một hệ điều khiển PID trước khi bạn có thể cài đặt nó. Hãy làm theo hướng dẫn trong bài viết này để đạt được sự ổn định và hiệu suất tối ưu trong hệ thống điều khiển của bạn. Nhóm Don' T quên thu thập các thành phần cần thiết, thiết lập PID một cách chính xác, điều chỉnh lợi nhuận một cách có hệ thống và kiểm tra kỹ lưỡng hệ thống của bạn. Bạn có thể điều chỉnh các thiết lập với thực hành và thử nghiệm để đạt được kết quả tốt nhất có thể.