PIDregulaator

PID-regulaator on tagasiühendusega juhtimissüsteem, mis arvutab kontrollsignaali kolmest komponendist: proportsionaalne (P), integreeriv (I) ja deratiivne (D). Eesmärk on hoida protsessi suurus (PV) soovitud väärtuse ehk seadistuse (SP) lähedal.

Proportsionaalne osa reageerib vigale kohe, integreeriv osa kogub viga kogu ajaga ning deratiivne osa hindab vigade muutumistrendi, aidates parandada stabiilsust ja üleminekuid. Komponendid töötavad koos, kui neid õigesti reguleeritakse. Regulaatori väljund sõltub kaaludest Kp, Ki ja Kd.

Kontrollsignaal u(t) arvutatakse valemiga: u(t) = Kp·e(t) + Ki∫ e(τ) dτ + Kd·de(t)/dt, kus e(t) on erine SP ja PV vahel. Discrete vormis kasutatakse samm T: u[k] = Kp·e[k] + Ki·T·Σ e[i] + Kd·(e[k]-e[k-1])/T.

Töötlemine ja seadistamine: reguleerimist saab teha kas käsitsi või automaatselt. Tuntumad meetodid on Ziegler–Nichols, Cohen–Coon ja IMC-põhised lahendused, lisaks on tavapärane autohäälestus ja anti-windup-meetmed. D-osale võivad mürad anda liigse silla; sageli lisatakse kerge filtratsioon ja setpointi kaalumine.

Rakendused ja piirangud: PID-regulaator sobib paljude tööstusprotsesside, temperatuuri, kiiruse ja roboti juhtimiseks. Selle piirangud hõlmavad tundlikkust mürale ja viivitusprobleeme, mis võivad nõuda filtreerimist, anti-windup’i ja sobivat seadistust. Õige lähenemine tagab stabiilse ja kiire reageerimise erinevatesse tingimustesse.