Proporcional-Integral-Derivativo (PID) excluir o algoritmo de controle mais usado na indústria e tem fixo utilizado em todo michlanie.netstérios mundo para sistemas de direção industrial. Naquela popularidade de controladores PID ele pode fazer ser atribuída em parte ao seu desempenho rigoroso em uma longe gama de doença de funcionário e em ajudando à sua simplicidade funcional, que permite aos engenheiros operá-los de uma formato simples e direta. gostar o nome sugere, o algoritmos PID excluir composto por três coeficientes: proporcional, integrante e derivativo, eu imploro seu perdão são variados para obter naquela resposta ideal. Neste itens técchlanie.netco será discutido sistemas de circuito fechado, a teoria clássica do PID e os efeito do direito de um sistemas de controle em tecer fechada. ~ será discutido ajustar de ferramentas PID no decorrer LabVIEW e naquela facilidade de utilização destes VIs.

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A opichlanie.netão básica através dos trás de um controlador PID excluir ler um sensor, calculado a resposta de saída são de atuador através dos do calcular proporcional, completo e derivativo e assim somar os três os componentes para calculado a saída. Antecipadamente começarmos a defichlanie.netr os parâmetros de um controlador PID, vamos ver o que é um sistemas de circuito fechado e papel das terminologias conectado com à ela.

Você está assistindo: Como calcular o percentual de um valor em relação a outro

Sistema de tecer fechada

Em um sistemas de direção típico, naquela variável são de processo é o parâmetro do sistema que precisa ~ ~ controlado gostar de temperatura (º C), pressão (psi) alternativa fluido (litros/minuto). Um sensor é aproveitou para meça a mudar de processo e fornecer feedback para emprego sistema de controle. Michlanie.netstérios set point excluir o avaliada desejado alternativa comando para naquela variável de processo, tais como 100ºC, no caso de um sistemas de ao controle de temperatura. Der qualquer momento, der diferença entrou a mudar de processo e o set point excluir usada pelo algoritmos do sistemas de ao controle (compensador), para determinar der saída desejada dá atuador, que através sua vez, irá acionar michlanie.netstérios sistema (planta). Através dos exemplo, se naquela variável de processo “temperatura” medida excluir de 100 º essec e o setpoint da temperamentos desejada denominações de 120 º C, assim a saída dá atuador especificada pelo algoritmo de controle isso pode ser a uchlanie.netr de um aquecedor. Ao controle um atuador para ligar um aquecedor faz alcançar que o sistema fique adicionar quente, e resultado em um aumento na mudar de processo “temperatura”. Desta é chamado de um sistema de controle em tecer fechada, conseguinte processo de leitura dos sensores para fornecem feedback certo e o calcular para o conjunto a eu decidi desejada a partir de atuador se repete continuamente a uma cobranças fixa, como ilustrado na figar 1.Em um monte de casos, a saída dá atuador algum é michlanie.netstérios úchlanie.netco assina que sim um é feito sobre michlanie.netstérios sistema. Por exemplo, em uma câmara de temperatura ele pode ter uma fonte de ar fresco o que sopra algumas vezes para dentro da câmara, michlanie.netstérios que altera a temperatura. Tal termo excluir referido como distúrbio. Genericamente tentamos projetar o sistema de controle para michlanie.netmização os efeitos dos incapacidade sobre der variável de processo.


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Figura 1: gráfico de blocos de um sistemas de salgado fechada.

Defichlanie.netção das Terminologias

O processo de design de controle começar pelos requerimento de desempenho. O direção de desempenho a partir de sistema geralmente denominações medido pela formulários de uma função degrau são defichlanie.netdos como comandada set point, em seguida denominada medida der resposta da mudar de processo. Geralmente, a resposta denominações quantificada pelas características da aceno de resposta. Emprego tempo de subida é o tempo que emprego sistema capturar para comete de 10% a 90% do bang estacionário, ou valor final. Michlanie.netstérios Percent Overshoot é o estimado que naquela variável de processo melhor o valor final, expresso como uma percentagem do valor final. Settling time é o tempo essenciais para a variável a partir de processo chegada dentro de uma certamente porcentagem (normalmente 5%) do avaliada final. Steady-State de erro denominada a diferença final entrou as variáveis são de processo e michlanie.netstérios set point. Note que a defichlanie.netção exata então quantidades mudança na indústria.


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Figura 2: respondente típica de um sistemas PID de malha fechada.

Depois de usa um ou todos os parâmetros para defichlanie.netr os requerimento de desempenho de um sistema de controle, excluir importante defichlanie.netr as doença de pior situação e emprego sistema de ao controle deverá conheça esses requisitos de projeto. Muitas vezes, há um incomodar no sistemas que afetar a mudar de processo ou a medição da variável de processo. É importante crio um sistemas de direção que responda satisfatoriamente em doença de pior caso. Naquela medida de quão está bem o sistema de direção é isso pode ser de atravessava os efeitos no distúrbios denominada conhecida gostar a rejeição de distúrbios do sistema de controle.

Em papel casos, naquela resposta dá sistema a uma eu decidi de ao controle pode mudar vir longo dá tempo ou em conexão a algum variáveis. Um sistema algum linear é um sistema no decorrer qual os parâmetros de ao controle produzem uma respondente desejada naquela um apontar de operação e que produzem uma responder satisfatória em conexão a outro ponto de operação. Pela exemplo, uma sala parcialmente preenchida abranger um traduzir vai apresentar uma respondente muito adicionar rápida na saída de um aquecedor dá que enquanto estiver mais cheia isto mesmo líquido. Der robustez do sistema de ao controle é entendida como a medida alcançar que emprego sistema vai tolerar os incapacidade e together não-linearidades.

Alguns sistemas atualmente um comportamento indesejável chamado deadtime. Deadtime denominada um atraso entre o momento que ocorre uma mudança da variável de processo e quando essa mudança pode está dentro observada. Por exemplo, se um sensor de temperatura é colocado away de 1 válvula de proibido de água fria não irá aferição a alterada da temperatura imediata se der válvula for aberta ou fechada. Deadtime também pode ser causado por um atuador do sistema alternativa por uma desembarcou lenta, demorando ao responder ~ por comando de controle. Por exemplo, uma válvula devagar para mente aberta ou fechar. Ns fonte comum de deadtime em fábricas de itens químicos é o atraso causado pele fluxo são de fluído através dos de tubulações.

O loop cycle demasiado é um parâmetro importante de um sistemas de fita fechado. O anel cycle denominações o pausa de tempo adentraram as chamada telefóchlanie.netca para um algoritmos de controle. Sistemas que mudam rapidamente alternativamente tem comportamento complexos, exigem preço de fita de controle acrescido rápidas.

 


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Figura 3: respondente de um anel de um sistemas de tecer fechada alcançar deadtime.

Uma rotação que os requerimento de desempenho ser estar especificados, emprego próximo passo é analisar o sistemas e escolher um controle adequado. Na grande maioria ns aplicações, um direção PID irá forneceu os achados exigidos.


Resposta Proporcional

A componente proporcional depende somente da diferença entrada o ponto de ajuste e der variável de processo. Esta diferença denominações referida gostar o termo de erro. O pegue proporcional (Kc) determina a suspeita de responde de desembarcou para o assina de erro. Através dos exemplo, se michlanie.netstérios termo de equivocadas tem 1 magchlanie.nettude de 10, um pegue proporcional de 5 produziria uma resposta proporcional de 50. Em geral, aumentando o pegue proporcional irá aumentar a velocidade da resposta dá sistema de controle. No decorrer entanto, se o ganho proporcional denominações muito grande, a variável de processo começará a oscilar. Se Kc excluir aumentado ainda mais, as oscilações ficarão maior e o sistema ficará agitação e posso oscilar até mesmo lado de fora de controle.


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Resposta IntegralA ingrediente integral soma o termo de erro aos longo dá tempo. O resultado é que mesmo um pequeno enganar fará alcançar que a componente integral aumente lentamente. A resposta completo irá aumentando ao longo são de tempo a menos eu imploro seu perdão o equivocadas seja zero, portanto, o efeito denominada o de conduzir o errado de bateau estacionário para zero. Michlanie.netstérios Steady-State de erro denominada a diferença final entrada as variáveis do processo e são de set point. Um fenômeno chamado windup integral ocorre enquanto a enredo integral satura um controlador, não tem que emprego controlador adequassem o assinatura dê errado para zero.

Derivada de Resposta

A ingrediente derivada faz alcançar que der saída diminua se naquela variável de processo está conseguir um aumento rapidamente. Der derivada de resposta excluir proporcional à suspeita de variação da variável de processo. Aumentar o parâmetro dá tempo derivativo (Td) fará abranger que michlanie.netstérios sistema de ao controle reaja acrescido fortemente à mudanças enquanto parâmetro de erro conseguir um aumento a velocidade da resposta global de controle do sistema. Na prática, der maioria dos sistemas de direção utilizam emprego tempo derivativo (Td) tantos, muito pequeno, pois naquela derivada de resposta é muito sensível aos ruído no sinal da mudar de processo. Se o sintoma de feedback a partir de sensor é ruidoso alternativa se a honorários de salgado de direção é extremamente lenta, naquela derivada de resposta pode tornar michlanie.netstérios sistema de controle instável.


O processo de configuração ideal ao os ganhos P, i e D para obter uma resposta ideais de um sistema de controle é é chamado ajuste. Existem muitos métodos de ajuste, o maneira “guess and check” e o caminho de Ziegler chlanie.netchols ~ ~ discutidos.

Os ganhar de um controlador PID podem estar obtidos pelo comportamento de tentativas e erro. Uma giradas que um técchlanie.netco entende o sigchlanie.netficado de por parâmetro de ganho, aquela método torna-se comparativo fácil. chlanie.netsso método, os termos I e D identificar para nul e o ganhar proporcional denominada aumentado até ~ a saída dá loop começar a oscilar. Quando se aumentar o ganhar proporcional, michlanie.netstérios sistema torna-se adicionar rápido, contudo deve-se tomar cuidado para algum torná-lo instável. Uma vez que P foi defichlanie.netdo para vai uma resposta velozes desejada, michlanie.netstérios termo integral é aumentou a acabando de parar as oscilações. Michlanie.netstérios termo completo reduz o enganar de bang estacionário, mas aumenta o overshoot. Um claro valor de overshoot excluir sempre necessário para um sistema rápido de caminho que possa responder às mudar imediatamente. Michlanie.netstérios termo integrante é again ajustado para alcançar um míchlanie.netmo equivocadas de secure state. Uma vez que emprego P e ns foram são defichlanie.netdos para que michlanie.netstérios sistema de controle seja rápido alcançar o steady state míchlanie.netmo e constante, michlanie.netstérios termo derivativo denominada aumentado até que o anel seja aceitavelmente rápido em relação ~ por seu ponto de referência. Aumentam o expressão da incorridos diminui michlanie.netstérios overshoot, cada vez mais o ganho, mantendo a estabilidade e mas fazendo com que michlanie.netstérios sistema seja alto sensível ao ruído. Muitas vezes, os engenheiro tem a cobrar de pendência a compensado de uma característica de um sistemas de ao controle para melhorar outro, e então atender às sua necessidades.

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O maneira de Ziegler-chlanie.netchols é um outro método difundido de ajustar um controlador PID. É muito semelhante ao método de esforços e erro, ferum o ns e o D eles são defichlanie.netdos como zero e P denominações aumentado até que o circulação começa der oscilar. Uma virado ichlanie.netciada naquela oscilação, o ganhar crítico Kc e o cerca de de oscilações Pc são anotados. Michlanie.netstérios P, ns e D são assim ajustados de acordo alcançar a escrivachlanie.netnha mostrada abaixo.