Hogyan kell beállítani egy digitális PID

Általában, ha egy arányos-integráló-származék vagy PID (PID- arányos-integráló-differenciáló) vezérlő, és korrigálja a konfiguráció, nagyobb pontosság érhető el, mint a kontroll on-off (kapcsolási) kontroll. De az optimális vezérlő beállításai, és ennek következtében, hogy elérjük a kívánt minőségi menedzsment, szükséges megérteni azokat a mechanizmusokat és működési elvek a PID szabályozó.
Ha a PID vezérlő vezérlő jel nem csak attól függ, hogy a különbség a jelenlegi és az előre meghatározott érték (hiba értékét vagy hiba) és a halmozott hibák (szerves) és a változás mértéke time error (differenciál). Ennek eredményeként, a PID vezérlő vezérlő jelet érték, amelynél egyensúlyi állapotban hiba nulla. Minőségellenőrzés számos tényező határozza meg, a kulcs a határozatlansági a vezérlő objektum, a pontossága az IO vezérlő és intenzitását külső hatásoktól.

A matematikai kifejezés a digitális PID


ahol:
Xp - band arányosság
Ei = (SP-PV) = (alapjel-tech) = hiba (mismatch)
Stb - differenciálás idő
ΔEi - közötti különbség a szomszédos mérési hibák (Ei - Ei-1)
Δtizm - közötti idő a szomszédos mérések (TI - t i-1)
Ti - integrációs időállandó
- Felhalmozódott i-edik lépésben hibásan párosított mennyiségű (integrál összeg)
Könnyen belátható, hogy az ellenőrző jel az összege három részből áll: egy arányos (egy kifejezés), differenciális (távú 2) és integrált (a kifejezés 3).
Az arányos komponens függ a jelenlegi hiba Ei és kompenzálja a hiba áram arányos mértékét.
Eltérés komponens függ a változás mértéke ΔEi / Δtizm hiba és kompenzálja a hirtelen perturbáció.
Az integrál szabályozás hiba halmozódik, amely lehetővé teszi a PID-szabályozó fenntartani nulla hiba az állandósult állapot (hiba megszünteti a statikus ellenőrzés).
Jellemzően, a PID szabályozó rendelkezik további paraméterek mellett a három tényező (Xp, Ti, Td). Tekintsük részletesebben például screenshot menü eszköz PID „fejezet PL20” paramétereket.

Hogyan kell beállítani egy digitális PID


Csatornák (kimenetek) PID az eszköz lehet több paramétert, és mindegyik saját. Ezért a kívánt csatorna kiválasztásához az első oszlopban.
A forrás a visszacsatolásos szabályozás tárgya (a tényleges vizsgálati érték) lehet bármely mérőműszer csatorna, ezért ki kell választani a kívánt mérési csatorna a tulajdonos oszlopban.
A PID szabályozó szabályozhatja mind az előremenő logikai törvény (sütő ellenőrzés), valamint a kölcsönös törvény (hladoustanovkoy kontroll). Válassza ki a kívánt logikai művelet.
Alapjel (SP) - a kívánt méretet, amelyre a szabályozó el kell érnie az állandósult állapotban.
Xp - arányosságot. Ez adott egységekben nagysága szabályozható (termosztát fok). Arányos sáv így nevezték, mert csak benne ((SP - Xp) ... (SP + XP)) arányos eleme a PID vezérlő egy kimeneti teljesítmény vezérlő jel arányos a hiba. És ezen kívül erő egyenlő lesz vagy 0% vagy 100%. Így a hosszabb ez a terület, annál gyorsabban reagál a szabályozó, de a túl nagy sebesség vezethetnek be a rendszert egy magrészérzékelőtől módban.
Ti - integrálási idő állandó.
Stb - differenciálás időben.
Jelenlegi kapacitás - egy információs paramétert.
A minimális és maximális teljesítménye határozza meg a teljesítmény határ PID.
Vészhelyzeti erőátviteli - olyan erő, amely akkor keletkezik, ha egy érzékelő vezérlő hibás működés vagy a mérési csatornát. Így lehetséges, hogy a negatív hőmérséklet a hűtőrekesszel vagy hűti a kemence még vészhelyzet esetén.
Az utolsó paraméter egy PWM-periódus. Ez a paraméter megegyezik az összes PID szabályozók miatt Csatornák PWM szinkronban egymással egy órát. PWM-jel beállítja a teljesítmény beállításával kitöltési tényező jel (szabályozott impulzus szélesség moduláció állandó frekvencia). Bit PWM (teljesítmény termékek száma) diszkrét egység 8192 (13 bit). PWM-periódus (1 ms 250 s). Ez a paraméter típusától függ és képességeit hatalmi váltás kulcsfontosságú vezetői (mb relé, mágneskapcsoló, szilárdtest relé, triac). Minél nagyobb a kapcsolási frekvencia (rövidebb időszakra), annál nagyobb a hőveszteség a gombokat (a négyzetes függés a veszteség a frekvencia) és hosszabb kopás mechanikus kapcsolók, de a legjobb szabályozás minőségét. Fontos, hogy megtalálja a középutat.

Beállítása a százalékos összetevő (Xp)

Mielőtt az arányossági integrál és differenciál alkatrészek megszakad, az integráció állandó van beállítva, mint lehetséges (= T max), és a lehető legkisebb differenciálódási konstans (Td = 0). Ezekhez biztonságos alapérték egyenlő (0,7 ... 0,9) × SP, ahol SP - alapjel állítható rendszer. Arányos sáv beállított minimális lehetséges (Xp = 0).
Ebben az esetben a vezérlő látja el a relé-off vezérlés hiszterézis nulla. Felvett tranziens válasz.

Hogyan kell beállítani egy digitális PID


Tο - kezdeti hőmérséklete a rendszerbe;
Tsp - beállított hőmérséklet (beállítási pont);
AT - hőmérsékletingadozás oszcillációs;
At - során hőmérséklet-ingadozás.
Állítsa zóna arányosság egyenlő léptékű hőmérséklet-változásoknak: Xp = AT. Ez az érték
Első közelítésben az arányosságot.
Meg kell elemezni a tranziens jellemzői ismét állítsa be az értéket a kívánt arányosságot, ha szükséges. Lehetséges kiviteli alakjai az átviteli jellemzők ábrán látható. 3.

Hogyan kell beállítani egy digitális PID


Az átmenet 1-es típusú funkció: az arányossági érték nagyon kicsi, a tranziens válasz messze nem optimális. az arányossági jelentős mértékben növelni kell.
Tranziens Response 2. típus: Az átmeneti jellegzetesen csillapodó rezgéseinek figyelhető (5-6 periódus). Ha a jövőben kell használni, és differenciális komponenst a PID szabályozó, a kiválasztott értéket a arányos frekvenciasáv optimális. Erre az esetre, amelyben az arányossági befejezettnek tekinthető.
Amennyiben további eltérés komponenst nem alkalmazunk, akkor ajánlott, hogy tovább növelje az arányos sáv úgy, hogy a tranziens jellemzőinek típusú 3 vagy 4.
Tranziens válasz 3. típus: A tranziens válasz megfigyelhető kis túllövés (túllövés) és a gyorsan csillapodó rezgések (1 - 2 időszakok). Ez a fajta tranziens válasz nyújt jó teljesítményt és gyors hozzáférést biztosít a kívánt hőmérsékletet. A legtöbb esetben, akkor tekinthető optimálisnak, ha a rendszer lehetővé tette kibocsátás (túlmelegedés) való átmenet során egyik hőmérsékletről a másikra.
Kibocsátás szüntetni további növekedése arányos sáv úgy, hogy egy tranziens válasz típusú 4.
Átmeneti válasz 4. osztály: alacsony simán megközelíti a steady-state értéket kibocsátás nélkül és a rezgéseket. Ez a fajta tranziens válasz is lehet tekinteni, hogy a legjobb, de a teljesítmény a szabályozó csökkent valamelyest.
Átmeneti válasz Type 5: erősen meghúzni megközelíteni állandósult értéke azt jelzi, hogy az arányossági rendkívül nagy. Dinamikus és statikus ellenőrzés pontosság alacsony.
Kell figyelni, hogy két dolgot. Először is, minden esetben meghaladta a állandósult értékét a rendszer hőmérséklete nem esik egybe a beállított érték. Minél nagyobb az arányossági, annál nagyobb a reziduális hiba. Másodszor, az időtartam a tranziensek nagyobb annál nagyobb a arányosságot. Ezért kell törekedni, hogy kiválassza a kívánt arányosságot a lehető legkisebb. Azonban, a maradék eltérés, amely jellemző egy tisztán arányos szabályozó (P-szabályozó), a vezérlő visszahúzza a szerves része.

Konfigurálása a differenciális komponensek (Td)

Ez a fázis van jelen, ha azokat teljes mértékben működőképes PID szabályozó. Ha a differenciális komponenst nem alkalmazzák (egy arányos-integráló (PI) vezérlő), akkor ezt a lépést hagyja.
A korábbi lépcsőben van állítva arányos megfelelő sávot a tranziens válasz a 2. típusú, amelyben a csillapított rezgésnek van jelen (lásd. Ábra. 3, a 2. görbe, ábra. 4., 1. görbe).

Hogyan kell beállítani egy digitális PID


Meg kell létrehozni a differenciálás Td idő, hogy a tranziens válasz formájában van 2-es görbe látható. 4. első közelítésben egyenlő Td = 0,2 × At differenciálódás időállandó.
Érdemes megjegyezni, hogy a differenciális komponenst kiküszöböli a csillapodó rezgéseinek és teszi tranziens válasz, hasonló a 3. típusú (lásd. Ábra. 3.). Amikor ez arányos sáv alacsonyabb, mint a 3. típus Ez azt jelenti, hogy a statikus és dinamikus szabályozási pontosságot jelenlétében komponenseket a differenciális (PD szabályozó) magasabb lehet, mint a P-szabályozó.

Beállítása integráns alkatrészt (T)

Beállítása után a százalékos összetevő (és ha szükséges, differenciális komponenst) kapott tranziens válasz látható a következő ábrán, görbe 1.

Hogyan kell beállítani egy digitális PID


Az integrált komponens rendeltetése, hogy eltávolítsa a maradék statikus hiba a rendszer és az alapjel értékét. Kezdje állítani az időt az integrálási állandót, hogy egy T értéke = At.
Átmeneti Response 2. típus: forog túl nagy értékre időállandó az integráció. A kapott kitermelés által a beállítást egy nagyon hosszantartó.
Átmeneti válasz 4. osztály: forog túl kis értékű időállandó az integráció. Ingadozások léphetnek fel, ha a rendszer időállandója integráció további csökkentésére.
Tranziens válasz 3. típus: Optimal.

Használt információforrások
  • Sabinin YA Kovchin SA „Az elmélet a villamos hajtás”
  • Schreiner R. T. "A szabályozási rendszer a slave hajtás"
  • Olsson, Piani „digitális automatizálási és ellenőrzési rendszerek”
  • Anyagok www.asu-tp.org oldalon

Kapcsolódó cikkek