Mục đích của BỘ điều khiển PID - Hướng dẫn toàn diện

Mục đích chính củaBộ điều khiển PIDCó phải để loại bỏ sự lệch lạc và duy trì sự ổn định

Bộ điều khiển nhiệt độ tính toán thông qua một thuật toán rằng độ lệch giữa giá trị đầu ra thực tế của hệ thống và giá trị đặt mục tiêu được điều chỉnh động. Nói một cách đơn giản, nó làm cho trạng thái của một đối tượng đạt được hiệu quả mong muốn và duy trì một trạng thái ổn định

1. Loại bỏ độ lệch: Khi giá trị đầu ra thực tế của hệ thống và giá trị đặt mục tiêu dao động rất nhiều trong một phạm vi nhất định, hệ thống kiểm soát nhiệt độ sẽ liên tục điều chỉnh để giảm dần khoảng cách giữa hai và đạt đến giá trị đích

2. Bảo quản ổn định: khi độ lệch rất nhỏ nhưng các thông số có thể thay đổi rất nhiều do các yếu tố môi trường, PID sẽ nhanh chóng điều chỉnh chiến lược kiểm soát để giữ cho nhiệt độ hệ thống ổn định

2. Các thành phần của bộ điều khiển PID - " Large throttle, small throttle, brake"

Tỷ lệ (P), tích phân (I) và vi phân (D) - ba thành phần quan trọng

Tỷ lệ: điều chỉnh cho độ lệch lớn

Điểm: Tập trung vào độ lệch nhỏ và dần dần sửa chúng về 0

Sự khác biệt: dự đoán tốc độ thay đổi

Sự khác biệt giữa giá trị thực tế và giá trị đích càng lớn, P càng điều chỉnh. Khi độ lệch rất hiệu quả, tôi sẽ ngay lập tức và nhẹ nhàng điều chỉnh để thu hẹp khoảng cách giữa hai thứ. Sau đó, D sẽ dự đoán lại liệu tỷ lệ chênh lệch nhiệt độ có trở nên ngày càng không chính xác khi nó được điều chỉnh hay không. Khi nó sắp sửa trở nên không chính xác, nó sẽ trực tiếp thắng để giữ cho nó ổn định.

Hệ số p = hệ số tỷ lệ × độ lệch dòng

Giá trị của I = hệ số tích phân x (tổng của mọi độ lệch trong chu kỳ quá khứ)

Giá trị của D = hệ số vi phân × (độ lệch hiện tại - độ lệch trước đó)/khoảng thời gian

Hệ số tỷ lệ có thể được coi là độ nhạy. Độ lệch hiện tại là khoảng độ lệch giữa giá trị thực tế và giá trị đặt.

Khi giá trị mục tiêu là 30 ℃, nhiệt độ hiện tại vẫn ở 29 ℃ trong 4 phút, luôn giảm một độ. Hệ số tích hợp được thiết lập để " 0.5" (chỉ ra rằng " cho mỗi 1 ℃ • phút độ lệch tích lũy, thêm một 0.5 đơn vị năng lượng là Added").

Khi giá trị mục tiêu là 30 ℃ và nhiệt độ hiện tại vẫn ở 28 ℃, độ lệch của giây là 2 ℃, với khoảng thời gian bằng 1 giây. Hệ số vi phân được thiết lập để " 3" (đại diện cho " giảm 1 ℃ mỗi giây, 3 đơn vị năng lượng được giảm để ngăn chặn quá mức ").

Kết hợp của ba = P + I + D = tổng số lượng kiểm soát. Nói chung, D là âm tính

Đầu tiên thiết lập nền móng, sau đó loại bỏ độ lệch, và cuối cùng ổn định sự dao động -- nguyên tắc điều chỉnh PID

3. Những ứng dụng thiết thực của các bộ điều khiển PID là gì?

Chemical Engineering/Pharmaceuticals: Kiểm soát nhiệt độ của máy sấy đông lạnh cho dược phẩm và kiểm soát nhiệt độ của các mạch phản ứng

Luyện Kim/Vật liệu: Điều hòa nhiệt độ của lò luyện Kim trong sản xuất thép

Chế biến thực phẩm:Điều hoà nhiệt độ

Ngành công nghiệp hóa dầu:Kiểm soát nhiệt độ của khí thiên nhiên và đường ống dầu

Sản xuất năng lượng: Điều khiển áp suất hơi nước

Energy Field: Power Plants...... (bằng tiếng Anh)

Công nghiệp sản xuấtĐiều khiển nhiệt độ đối với các thiết bị như điều khiển số và công cụ máy

In và đóng gói: Kiểm soát nhiệt độ in ấn và đóng gói máy

Chính những lợi thế này đã cho phép bộ điều khiển PID phát triển từ thời đại công nghiệp đến nay, trở thành " perennial Tree" trong lĩnh vực điều khiển. Khi kết hợp với các thuật toán điều khiển hiện đại (như mạng neuron và điều khiển mờ), nó đã mở rộng hơn nữa ranh giới ứng dụng của nó.