差动比例积分调节器是一种安装在自动化系统中以保持给定参数能够变化的装置。
乍一看它令人困惑，但你可以解释 PID 调节和假人，即。对电子系统和设备不太熟悉的人。
什么是PID调节器？
PID 调节器是内置在控制电路中的具有强制性反馈的装置。它旨在保持设定点的设定水平，例如空气温度。
该设备基于从传感器或传感器接收到的数据向控制设备发送控制信号或输出信号。控制器具有较高的瞬态精度和执行设定任务的质量。
PID控制器的三个系数及工作原理
PID控制器的操作是提供将调节参数维持在预定水平所需的功率的输出信号。要计算指数，请使用复杂的数学公式，其中包括 3 个系数 - 比例、积分、微分。
让我们将一个装有水的水箱作为调节对象，其中需要通过用蒸汽调节阀门的开度来将温度保持在预定水平。
比例分量出现在与输入数据不匹配的时刻。简单来说，听起来是这样的——取实际温度和所需温度之间的差值，乘以可调系数，就得到了应该施加到阀门上的输出信号。 IE。一旦温度下降，加热过程就会开始，一旦温度上升到所需水平以上，就会关闭甚至冷却。
接下来是集成组件，该组件旨在补偿环境影响或其他干扰影响，使我们的温度保持在设定点。由于总是有其他因素影响被控制的设备，因此当数据到达以计算比例分量时，数字已经在变化。而且外部影响越大，数字波动越大。供电中有尖峰。
积分组件尝试根据过去的值返回温度值（如果它已更改）。下面的视频中更详细地描述了该过程。
然后，根据系数，调节器的输出被馈入以升高或降低温度。随着时间的推移，选择了一个补偿外部因素的值，并且跳跃消失了。
积分用于通过计算静态误差来消除误差。这个过程主要是选择合适的系数，否则误差（失配）也会影响积分分量。
第三PID分量是微分分量。它旨在补偿在对系统的影响和反馈之间发生的延迟的影响。比例调节器在温度达到所需点之前一直供电，但在信息传输到仪器时总是会出现错误，尤其是在较大值的情况下。这可能导致过热。微分预测由延迟或环境影响引起的偏差，并提前减少供电。
设置 PID 控制器
使用 2 种方法来设置 PID 控制器：
- 综合涉及基于系统模型计算参数。这种调整是准确的，但需要对自动控制理论有深入的了解。它只能由工程师和科学家来完成。因为要取流量特性，做很多计算。
- 手动方法基于试错法。为此，以已有系统的数据为基础，对一个或多个调节系数进行一些调整。开机并观察最终结果后，参数向正确的方向变化。依此类推，直到达到所需的可操作性水平。
分析和整定的理论方法在实践中很少使用，这是由于对控制对象的特性的无知和很多可能的干扰影响。基于系统观察的实验方法更为普遍。
现代自动化过程被实施为在程序控制下的专用模块，以调整调节器系数。
PID调节器的用途
PID 调节器旨在通过改变执行器（例如自动控制阀）的控制动作，使用其设置的比例、积分、微分值。
使用的目的是获得能够控制大型工业甚至电厂反应堆的精确控制信号。
温度控制电路示例
PID控制器经常用于温度控制，让我们用一个简单的例子来加热水箱中的水来看看这个自动化过程。
罐中充满液体，需要将其加热到所需温度并保持在所需水平。罐内有一个用于测量温度的传感器 - 热电偶 或者 电阻温度计 并直接连接到PID控制器。
我们将通过自动控制阀供应蒸汽来加热液体，如下图所示。阀门本身接收来自控制器的信号。操作员在 PID 控制器中输入温度设定值，该温度设定值需要在罐中保持。
如果调节器系数不正确，水温会跳变，阀门会全开或全关。在这种情况下，必须计算并重新输入 PID 系数。如果一切都正确完成，在短时间内系统将平衡过程，并且罐中的温度将保持在设定点，控制阀的开度将处于中间位置。
相关文章：
