PID Kontrol Cihazında (K_p), (K_i) ve (K_d) Nasıl Bulunur: Kapsamlı Bir Kılavuz

(K_p), (K_i) ve (K_d) harflerini nasıl bulacağınızı öğrenin.PID denetleyicisikapsamlı kılavuzumuzla. Orantılı, İntegral ve Türev kazançlarının rollerini anlayın ve optimum sistem performansı elde etmek için çeşitli ayarlama yöntemlerini keşfedin.

1. Giriş

Aşağıdaki makale, parametreleri bulma konusunda size yol gösterecek ve önemlerini açıklayacaktır.

2. PID Parametrelerini Anlama

(K_p) 'nin orantılı kazancı.

Orantılı Kazanç olarak da bilinen Orantılı Kazanç (K_p), hataya verilen yanıtın bir ölçüsüdür. Oransal kazanç ((K_p)) akım hatasının tepkisini belirlemek için kullanılır. Daha yüksek (K_p), ancak daha az kararlı değerler agresif bir reaksiyona neden olur. Bu, hatayı hızlı bir şekilde azaltabilir. Örneğin, sıcaklığı kontrol eden bir sistemde, (K_p değer) artırmak, sıcaklıktaki değişikliklere daha hızlı yanıt vermesini sağlayabilir, ancak çok yüksek bir değer salınımlara neden olabilir.

İntegral Kazanç ((K_i))

İntegral kazanç (K_i) tüm geçmiş hataların toplamıdır. İntegral kazanç, oransal terimlerle giderilemeyen kararlı durumdaki artık hataların ortadan kaldırılmasına yardımcı olur. Bununla birlikte, çok fazla integral hareket, salınımlara ve aşırıya kaçmaya neden olabilir. (K_i), bir hız kontrol sisteminde, istenen hızı korumak için kalıcı hataları telafi eder.

Türev Kazanç ((K_d))

Türev Kazançlar ((K_d')) değişim oranına dayalı olarak gelecekteki hataları tahmin etmenin bir yoludur. Bu sönümleme eylemi, aşmayı azaltır ve kararlılığı artırır. Bununla birlikte, aşırı bir türev, sistemin aşırı hassas olmasına neden olabilir. Bir konum kontrol sisteminde, örneğin (K_d), hedefin aşılma olasılığını azaltarak hareketi yumuşatmaya yardımcı olur.

İlk kurulum

PID parametrelerini ayarlamaya başlamadan önce, tüm sensörlerinizin ve aktüatörlerinizin doğru çalıştığından emin olun. (K_i), (K_p) ve (K_d) başlangıç değerini sıfıra ayarlayın. Taban çizgisi, herhangi bir işlem yapmak zorunda kalmadan sistemin nasıl yanıt verdiğini gözlemlemenizi sağlar. Örneğin, bir robot kolunu ayarlamadan önce, tüm sensörlerin ve bağlantıların düzgün çalıştığından emin olun.

.                                                                                    

3. Ayarlama yöntemleri

Manuel ayarlama

(K_i), (K_d) ve (K_p) değerleri, sistemin nasıl yanıt verdiğine bağlı olarak manuel olarak ayarlanır. Salınımları görene kadar (K_p) değerini artırın. Kararlı durum hatalarını kaldırmak için (K_i) değerini ayarlayın ve ardından kararlılığı artırmak ve aşmayı azaltmak için ince ayar yapın (K_d). Sabır ve sistemin nasıl davrandığına dair bir anlayış gerektirir. Örneğin bir ısıtma sisteminde, sıcaklık salınana kadar artırın (K_p), kararlı durum hatalarını düzeltmek için (K_i) ekleyin ve yanıtı yumuşatmak için ayarlayın (K_d).

Ziegler-Nichols Yöntemi

Ziegler-Nichols, sistematik bir yaklaşım sunan son derece popüler bir ayarlama yöntemidir. Salınımlar sabit olana kadar (K_p değeri arttırılmalıdır. Ne kritik kazanç değeri ((K_c),) ne de salınım süresi ((P_c). Bu değerleri ve önceden tanımlanmış formülleri kullanarak PID parametrelerini hesaplayın. İyi bir yöntemdir ancak her sistem için uygun olmayabilir. Örneğin, akışı kontrol eden bir sistemde, (K_i), (K_p) ve (K_d), başlangıç değerlerini belirlemek ve sistem performansına göre ince ayar yapmak için Ziegler Nichols yöntemi kullanılabilir.

4. Faydalı Yazılımlar

PID ayarına yardımcı olmak için çeşitli yazılımlar ve simülatörler mevcuttur. PID ayarlarını simüle etmek ve en iyi parametreleri belirlemek için sisteminizi modellemek için bu araçları kullanabilirsiniz. MATLAB ve Simulink bunlara örnektir. Yazılım araçları, daha doğru sonuçlar sunarken zamandan tasarruf etmenin harika bir yoludur. Örneğin, sistemin çeşitli PID ayarlarına tepkisini test etmek için endüstriyel bir otomasyonda MATLAB'ı kullanabilir ve ardından her birini fiziksel olarak test etmek zorunda kalmadan en iyi parametreleri bulabilirsiniz.

Pratik İpuçları

PID parametrelerinde küçük ayarlamalar yapılabilir ve gözlemlenebilir. Kararsızlık büyük ayarlamalardan kaynaklanabilir. Basıncı kontrol eden bir sistemin kararlılığında ani değişikliklerden kaçınmak için küçük ayarlamalar yapabilir (K_p), K_i) veya yanıtı K_d ve izleyebilirsiniz.

* Yaygın tuzaklardan kaçının: (K_i) değerini çok yükseğe ayarlamak aşırı aşmaya neden olabilir. Öte yandan yüksek (K_d), sistemin çok hassas olmasına neden olabilir. Hız kontrolü için bir sistemde, (K_i) gibi yüksek değerler, istenen hızın aşılmasına neden olabilir. Yüksek (K_d) değerler de kararsızlığa neden olabilir.

Sistem parametrelerinizi belirli uygulamalara uyacak şekilde ince ayar yapabilirsiniz.#39; ve kararlı bir tane var. Örneğin bir sıcaklık kontrol sistemi, bir konum kontrol sisteminden farklı ayarlara ihtiyaç duyabilir. Salınımları ve aşmayı en aza indirirken sabit bir sıcaklığı korumak için bir sıcaklık kontrol sisteminde PID parametre ayarlarını yapmanız gerekebilir.

Makalenin sonucu:

5. Sonuç

PID kontrol sistemini ve her bir parametre üzerindeki etkilerini anlamak önemlidir. Bu yöntemleri izleyerek en iyi performansı ve kararlılığı elde edebilirsiniz. İstenen davranışı sürdürmek için, sistemi sürekli olarak izlemeli ve ayarlamalısınız. Endüstriyel bir kontrol sisteminin performansını izleyin ve gerekirse PID parametrelerinde ayarlamalar yapın.