Санкт-Петербург
Подробная информация напрямую от 100+ приедприятий СПБ

Теория и практика ПИД ПИ регуляторов

Просмотры: 120, Понравилось: 0
Главное изображение

В данной теме сегодня раскрывается понятие пид регулятор, предназначенный регулировать технологические параметры в соответствии с  пропорциональным, интегральным и дифференцированным законом.

Разновидности устройства, проводя учёт инерционной системы, улучшают регулирующие процессы по параметрам в техническом приспособлении.

Специализированные настройки температурных регуляторов автоматизируют рабочий процесс и способствуют эффективной конфигурации выполняемых задач. Определение полностью отвечает на вопрос что такое пид регулятор, на это только малая часть общего процесса.

Сфера применения – химическое, нефтехимическое оборудование, всевозможные печные установки. Служит контролем за перепадами температурных отметок.

Распределение по видам

Как и во многих программах и системах пид регулятор температуры подразделяется на несколько основных видов, каждый из которых выполняет ряд определенных функций.

Эти устройства регулирования имеют внешний облик чёрного ящика с экраном, отражающим показатели.  Основное разделение:

Главный принцип работы пид регулятора обеспечение отрицательной обратной связи изменяемой регулируемые параметры на полученное воздействие.

Примером может служить обычный домашний обогреватель, который преобразует потоки холодного воздуха в горячие сгустки, тем самым повышая уровень температуры воздуха в помещении.

Предотвращая автоколебательные явления прорабатыванием медленных контуров регулирования верхнего уровня в соотношении с нижним барьером.

Особенности каждого вида

Основные параметры пид регулятора, как универсального устройства для регулирования температурного режима на производствах и в повседневных делах, формируются под влиянием:

Остальные виды формируются в процессе обнуления коэффициентов передачи при наличии соответствующих слагаемых передаточного функционирования.

В работе пи регулятор, влияет на величины регулятивного воздействия, накапливая действия отклонений в сравнении с установленными показателями. При недопустимо низких температурах, открытом окне, механизм не прогревает комнату, а экономит энергетический заряд. Как только наступает нужная ситуация, комната прогревается быстро и равномерно, создавая уют в помещении.

Дифференцируя энергию пд регулятор, реагирует на изменения в окружающей среде, при резком похолодании, происходит прогрев всего пространства, в том числе и стен, тем самым балансирую перепад и обеспечивая уют. Помимо этого предотвращает накопления влаги в помещении, что создаёт дополнительный тепловой барьер от минусовых температур на улице.

Пропорциональный показатель п регулятор, выявляет и корректирует величины поправок регулирующего воздействия отклонений пропорциональных величин. Отсюда выходит, что чем больше происходят отклонения температурного порога от заданных параметров, тем мощнее усиливается работа механизма, стабилизируя общий фон.

Сравнивая коэффициенты пид регулятора можно выделить минимальные различия между всеми видами, так как общая функция регулирования температур остаётся неизменной.

Изначально строится модель полностью всей системы, математическим путём вычисляется значение коэффициента. Но важно иметь полноценные знания в данной сфере, что бы выполнить верные расчёты. Имеется несколько видов простых настроек для тех, кто не силён в математических алгоритмах.

Система настроек

Ну а теперь, рассмотрим на простых примерах пид регулятор для чайников, то есть, как выполняются всевозможные настройки на указанном агрегате и какие положительные изменения вносят в общую систему работы. Воспользуемся табличными данными:

Формируется метод под влиянием следующих факторов:

1. Выставляются показатели коэффициентов (Kp, Ki, Kd) в 0.

2. Начинается постепенное увеличение значений Kp и отслеживается реакция системы. Целью является запустить в системе устойчивые колебания (вызванные перерегулированием). Увеличивается  Kp,  до стабилизации колебаний  (прекращение затухания).

3. Запоминаются текущие значения Kp (обозначим его Ku) и замеряются периоды колебаний системы (Tu).

Далее полученные значения Ku и Tu  вносит в формулу и проводится расчет полной программы параметров ПИД регулятора по формулам:

Kp = 0.6 * Ku

Ki = 2 * Kp / Tu

Kd = Kp * Tu / 8

Результат получен, механизм запущен. Для дискретных регуляторов нужно еще учесть период дискретизации – T ( умножить на Ki та Т, разделить Kd на Т).

Настраивая пропорциональные коэффициенты, важно знать, что в первую очередь выставляется дифференциация и интеграция  в ноль, убирая их влияние на процесс управления. А главный показатель выставляется как единица.

В случае с дифференциальным коэффициентом, медленно увеличивается составляющая, до снижения либо полного прекращения перепадов графических показателей перед выходом на установку.

Что касается интегрального вида, то при его установки, довольно часто могут возникнуть статистические ошибки, что по времени увеличивает рабочий процесс, по его регулированию.

Для того, чтобы схема пид регулятора выполняла свои основные функции подбираются коэффициенты, направленные на решение определённого ряда чётко поставленных задач. Благодаря чему регулируется поддержание величины физических параметров заданного уровня.

В практике существует два упрощённых варианта как настроить пид регулятор, в первом случае, это процесс синтеза регуляторов, путём вычисления параметров регуляторов, основываясь на модельном ряду системного процессора. Он даёт возможность точного расчёта параметров регулятора, но при его использовании нужно владеть углубленными знаниями ТАУ.

У второго метода настройка пид регулятора частотного преобразователя, применяется технология ручного подбора коэффициента. Основывается на пробах и ошибках, так как с первого раза сложно ввести необходимые данные и показатели.

В готовой системе изменяются 1 или несколько регуляторных показателя, далее следует наблюдение за поведением всего устройства в целом. Если происходит недорегулирование или перерегулирование, то повторно вносятся изменения показателей, и так это продолжается до получения положительного результата.

Настройка и дальнейшее успешное функционирование пид регуляторов сложное, длительное и трудоёмкое дело. Для достижения полноценного результата необходимо владеть дополнительными знаниями в данной области технического регулирования. Достижение оптимального регулирования не всегда обязательно, достаточно выделить среднюю константу и механизм будет работать полноценно.

Гость
Ваше фото
Рекомендуем вам прочесть