Pengenalan kepada PID - Penalaan PID

Penalaan PID
Contoh: motor Servo DC.
Parameter untuk P, I dan D semuanya ditetapkan kepada sifar pada permulaan. Sedikit jumlah P (Graf 1) ditambah dan tindak balas motor terhadap input dimulakan. Nampak bahawa terdapat tindak balas berperingkat kepada nilai Sasaran berperingkat tetapi kedudukan sasaran tidak dicapai. P ditingkatkan (rajah 2) dan ralat (Sasaran tolak Sebenar) dikurangkan.

Graf 2 juga menunjukkan bahawa dengan penambahan P terdapat tindak balas yang sedikit lebih cepat kepada input berperingkat, ini ditunjukkan sebagai pengurangan ‘pembulatan’ pada langkah kedudukan sebenar.

P ditingkatkan lagi supaya tindak balas menjadi lebih cepat dan ralat antara kedudukan Sasaran dan Sebenar menjadi lebih kecil tetapi kini terdapat sedikit lebihan dan kekurangan (Graf 3). Mengurangkan sedikit jumlah P akan mengurangkan pemburuan dan menambah sedikit D akan mengurangkannya lagi sambil mengekalkan masa tindak balas yang boleh diterima (Graf 4). Parameter D bertindak seperti peredam pada tindak balas sistem. Masih terdapat sedikit ralat kecil yang tinggal.
 

Beberapa I boleh diperkenalkan ke dalam sistem untuk mengurangkan ralat yang tinggal hampir kepada sifar, iaitu: dalam julat jalur mati. I akan terus menambah tugas sepanjang masa ralat tidak sifar. Reaksi daripada P dan tambahan D juga boleh dilihat dengan melihat arus keluaran. Graf 5 menunjukkan sistem dengan komponen P sahaja; arus yang dikenakan pada motor menunjukkan ia tidak mempunyai kesan peredaman (brek) dan arus hanya dibalikkan apabila kedudukan Sebenar melebihi Sasaran. Dalam Graf 6 terdapat pembalikan arus yang ketara (brek) apabila ralat hampir sifar. Penalaan halus P dan D akan menjadikan sistem lebih baik. I biasanya ditetapkan terakhir untuk menghapuskan sebarang ralat yang tinggal.

Sistem seperti motor Servo DC hampir sentiasa memerlukan kawalan PID penuh kerana keperluannya untuk mempunyai tindak balas yang sangat pantas dan tepat kepada permintaan Sasaran yang berubah dengan cepat. Sistem yang mempunyai keperluan tindak balas yang lebih perlahan mungkin hanya memerlukan P dan sedikit I tanpa D. Sesetengah sistem mungkin memerlukan P dan D sahaja kerana sebarang ralat yang tinggal tidak memberi kesan kepada sistem, contohnya kawalan boost.

 

Jika motor Servo DC tidak dapat mencapai kedudukan sasaran atas sebab tertentu, contohnya jika sesuatu menghalang pergerakan secara fizikal, penguatan integral akan terus meningkatkan kitaran tugas untuk menghapuskan ralat ini. Jika anda tiba-tiba melepaskan motor, akan terdapat komponen Integral yang terkumpul begitu banyak sehingga mungkin menyebabkan lebihan yang melampau. Memiliki Klamp Integral yang munasabah menghalang perkara ini daripada berlaku.

Penalaan PID Am
Penalaan percubaan dalam talian atau, kaedah "teka dan cuba"
1. Masukkan set awal pemalar penalaan berdasarkan pengalaman. Tetapan konservatif adalah
Penguatan Proportional sebanyak 1 atau kurang dan penguatan Integral kurang daripada 0.1.
2. Letakkan gelung dalam mod automatik dengan proses "diluruskan".
3. Buat perubahan langkah (kira-kira 5%) dalam setpoint.
4. Bandingkan tindak balas dengan rajah dan laraskan.

Kaedah ini mungkin sesuai untuk sesetengah (tetapi bukan semua) sistem kenderaan. Parameter permulaan yang lebih kukuh boleh dikira secara matematik menggunakan kaedah penalaan Ziegler-Nichols. Perbincangan mengenai kaedah ini adalah di luar skop dokumen ini. Banyak rujukan boleh didapati di Internet oleh pihak yang berminat.