PIDkontrolli

PIDkontrolli (PID kontroll) on laialdaselt kasutatav tagasisidepõhine kontrollimehhanism tööstusprotsesside reguleerimiseks. Selle eesmärk on hoida kontrollitav suurus soovitud setpointi lähedal, kasutades viga e(t) = setpoint − mõõdetav väärtus.

Kontrolli kolm komponenti on proportsionaalne (P), integreeriv (I) ja derivaator (D). P-osa reageerib kohe vea suurusele, I-osa kompenseerib püsivale veale kumulatsiooni, D-osa hindab vea muutumise kiirust ning aitab vähendada ülepakkumist ja järjestikuseid võnke.

Matemaatiline kujutis: pideval ajal u(t) = Kp e(t) + Ki ∫ e(τ) dτ + Kd de(t)/dt. Laplases: C(s) = Kp + Ki/s + Kd s. Digitaalse kontrolli korral kasutab implementatsioon diskreetset järgmist vormi: u[k] = Kp e[k] + Ki T ∑_{i=0}^{k} e[i] + Kd (e[k] − e[k−1])/T, kus T on järjestusajaperiood.

Rakendamisel võib PID-kontroll olla kas analoog- või digitaalne; digitaalsed süsteemid kasutavad sampeliõpistust ja filtraatide kasutamist D-osas, et vähendada müra. Võimalik on rakendada anti-windup-meetmeid väljumahutuse ja ületäitumise piiramiseks.

Häälestus: tavapärased meetodid hõlmavad manuaalset häälestust ning standardseid lähenemisi nagu Ziegler–Nichols ja Cohen–Coon või relai-metoodika; automaatne häälestus on samuti levinud. Häälestus sõltub protsessi dünaamikast ja soovitud stabiilsusest.

Rakendused ja piirangud: PID-kontrolli kasutatakse temperatuuri, kiiruse, vooluhulga reguleerimisel ning robootikas ja CNC-süsteemides. D-osa on eriti tundlik müra suhtes ja seetõttu tuleb sageli lisada filtreerimist; windup tuleb vältida. PID-kontroll on paindlik, kuid edukas kasutus eeldab protsessi dünaamilise käitumise mõistmist ja hoolikat häälestamist.