Bir PID denetleyicisinin uygulanması için kapsamlı bir kılavuz
Bu kapsamlı kılavuz size bir kurulumu nasıl yapacağınızı öğretecektir.PID Denetleyici.
Optimum performans için tasarım ve ayarlama tekniklerini anlamak, çeşitli uygulamalarda önemlidir.
2. PID Kontrolünü Anlama
PID geri besleme kontrol sistemi popülerdir çünkü üç bileşeni birleştirir: orantılı, integral ve türev. PID kontrol sistemi çok yönlüdür çünkü her bileşenin genel eyleme kendine özgü bir katkısı vardır.
Oransal kontrol: Çıktıyı hatayla orantılı olarak ayarlayan bileşen (istenen ayar noktası ile gerçek proses değişkenleri arasındaki fark) . Kontrolör ve#39; 'nin duyarlılığı, KpK_p orantılı kazanç ile belirlenir.
İntegral kontrol: Bu bileşen, zaman içindeki hataları toplar ve kararlı durumu veya kalıcı hataları düzeltir. Kümülatif hataya dayanan integral kazanç (KiK_i), düzeltmeleri etkiler.
Kontrol Türevi: Hata değişim oranını göz önünde bulundurarak, türev bileşeni gelecekteki eğilimi tahmin edebilir. Türev kazanç KdK_d, sistem yanıtını azaltmaya ve aşmaları ve salınımları azaltmaya yardımcı olur.
PID denklemi matematiksel olarak şu şekilde ifade edilebilir:$$U(t), = K_i + K_iint e (t)dt, + K_dfracddt e (t)dt$$
Hata e(t)'dir.
3. İhtiyaç duyulan bileşenler ve araçlar nelerdir?
Bir PID Denetleyicisi uygulamak için aşağıdaki araçlara ve bileşenlere ihtiyacınız olacak:
Donanım/Yazılım PID Denetleyicisi: Ticari PID denetleyicilerini veya özel yapım PLC'leri ve mikro denetleyicileri içerir.
Sensörler Sıcaklık, basınç veya konum gibi değişkenleri izlemek için hassas sensörler gereklidir.
Aktivatörler: Motorlar, ısıtıcılar veya valfler gibi aktivatörler, kontrolör çıkışına göre istenen kontrol eylemini gerçekleştirir.
Mikrodenetleyici/PLC Sensör verilerini işlemek ve PID algoritmalarını uygulamak için bir mikrodenetleyici/PLC gereklidir.
4. Adım Adım Yöntem
Sistemin Yapılandırılması
Uygulama için ayar noktalarınızı ve değişkenlerinizi tanımlayarak başlayın. Sisteminiz için uygun olan sensörleri ve aktüatörleri seçin. Kontrolör performansı, sensörler tarafından sağlanan verilerin doğruluğuna ve güvenilirliğine bağlıdır.
2. PID denetleyicisinin tasarımı
İntegral ve türev kazançlarının hesaplanması, bir PID tasarımının bir parçasıdır. Kazançlar, denetleyicinin kararlılığını ve yanıt verme hızını belirleyen şeydir. Kazançlar, Ziegler Nichols gibi farklı yöntemler veya MATLAB gibi yazılımlar kullanılarak hesaplanabilir.
3. PID denetleyicisini ayarlama
Ayarlama işlemi, maksimum performans elde etmek için çok önemlidir. Ziegler Nichols, PID kazançlarını ayarlamak için kullanılabilecek birçok yöntemden biridir. Ziegler-Nichols yöntemi, PID kazançlarını ayarlamanın yaygın bir yoludur. İlk kazançların ayarlanmasını, salınımlara neden olmayı ve ardından değerlerin ince ayarını içerir.
Ayarlama için dikkat edilmesi gereken noktalar şunlardır:
Türev Vuruşunu Önleme: Türev bileşeninin bunu yapmadığından emin olun' t çıkış kontrolünde ani değişikliklere neden olur.
Sıkıştırma Entegratörü: Aşırı hata birikimini önlemek için entegre bileşeni sınırlamak.
4.4. Test ve Doğrulama
Kontrolörün performansını gözlemlemek için, kontrollü bir ayarda simüle edin. İstenen özellikleri karşıladığını doğrulamak için denetleyiciyi gerçek dünya verileriyle doğrulayın. Denetleyiciyi farklı senaryolar kullanarak test edin.
5. Pratik Kullanım Örneği
Arduino'da PID uygulaması Sıcaklık kontrol uygulamaları için PID kontrollerini uygulamak için Arduino'yu kullanabilirsiniz. Arduino ve#39; s PID kütüphanesi, çıktıyı ayarlamayı ve istenen değeri tanımlamayı kolaylaştırır.
Endüstriyel Otomasyonda PID Kontrol Cihazları: PID kontrolörleri, endüstriyel otomasyonda borulardaki basıncı düzenlemek için kullanılır. PID kontrolörleri, hassas kontrol ve mevcut otomasyon sistemlerine sorunsuz entegrasyon sağlamak için PLC'ler kullanılarak uygulanabilir.
6. Makalenin sonucu:
En iyi performansı elde etmek için, bir PID kontrol sistemi, tüm parçalarının derinlemesine anlaşılmasını ve dikkatli bir şekilde ayarlanmasını gerektirir. PID kontrolörleri, doğru kullanıldığında birçok otomatik işlemin hassasiyetini ve verimliliğini artırabilir. Gelecekte, model tahmine dayalı kontrol ve uyarlanabilir PID kontrolörleri gibi gelişmiş kontrol stratejilerini keşfetmek gerekebilir.