Настройка ПИД

Коэффициенты ПИД регулятора (краткое разъяснение и настройка)

В данной статье изложено мое субъективное мнение.

Выводы сделал из объяснений Клауса Либля (Klaus Liebl), инженера из Германии (MTU), и личного опыта.

Перед началом настройки ПИД регулятора необходимо заблаговременно убедиться в наличии трех компонентов для настройки:

1. Должен быть создан удобный график, который бы позволял следить за изменениями процесса (желательно с функцией масштабирования, чтоб видеть весь процесс в ретроспективе). Переменные, которые нужны: PV, SP, OUT;

2. Функциональный блок ПИД регулятора должен быть установлен в таком месте программы, которое гарантировало бы его цикличный вызов с равными таймингами (промежутками времени). Если мы будем это игнорировать, то вычисления ПИД будут плавать и вносить погрешность.

Пример: ОВ100 или периодическая задача с циклом в 100 мс;

3. Важно понимать, какая формула используется в библиотеке. Мне известны 2 формулы:

Формула

В данной формуле очень важен коэффициент интегрирования P, который может быть как прямым, так и обратно пропорциональным.

Метод подбора коэффициентов Зиглера-Никельса хорош, но имеет недостаток в том, что в сложных взаимосвязанных системах, когда невозможно исключить внешнее воздействие на процесс, настройка конкретного контура может занять очень длительное время.

Остановлюсь подробнее на основных коэффициентах ПИД (PID):

1. Пропорциональный коэффициент «P» (гейн) – основной коэффициент регулятора. От него зависит скорость и направление работы регулятора. Основная задача ПИД-регулятора – стабилизация переменной процесса (process variable) по установленному значению (уставка или setpoint). Стабилизация и раскачка – разные вещи.

Если параметр «P» сделать отрицательным, контур начнет работать с точностью до наоборот, а, значит, проявляем с ним аккуратность и ставим значение 0,5.

Так, например, если контур нагревает какую-либо среду, значит, «P» должно быть положительным, если же Вы охлаждаете что-либо, то «P»-коэффициент должен быть отрицательным.

2. Интегральный коэффициент «I» оказывает влияние на процесс регулирования. Его роль – «точность и инертность». Стоит акцентировать внимание на формулу 1.

Если она не обратно пропорциональна, то для увеличения интегральной составляющей придётся уменьшать этот коэффициент, в нашем случае, – увеличивать. «Точность» указывает, насколько большим должен быть угол наклона кривой графика переменной процесса.

Если Вам необходимо успокоить периодические колебания, достаточно просто сильно увеличить коэффициент интегрирования (например, с 0,5 до 8,0).

3. Дифференциальный коэффициент «D» служит для успокаивания сложных взаимоинертных систем, для быстрых взаимосвязанных процессов, когда воздействие на объект вызывает волнообразные затухающие процессы, подобные тем, когда мы бросаем камень в воду и видим расходящиеся волны. С каждой волной колебания заметно стихают. Для нивелирования таких колебаний и служит этот коэффициент.

Внимание: для медленных процессов – более 40 с от минимума до максимума графика кривой – данный параметр должен быть исключен, то есть равен 0.

Useful video:
PID_simple

#настройкаПИД, #коэффициентинтегрирования, #интегральныйкоэффициент, #дифференциальныйкоэффициент, #коэффициентыпид, #PID, #подборпид

English version

Если Вы не нашли то, что искали, сообщите об этом в комментарии
Array
(
    [ID] => 182
    [IBLOCK_ID] => 8
    [NAME] => Настройка ПИД
    [IBLOCK_SECTION_ID] => 
    [IBLOCK] => Array
        (
            [ID] => 8
            [~ID] => 8
            [TIMESTAMP_X] => 25.03.2021 17:23:33
            [~TIMESTAMP_X] => 25.03.2021 17:23:33
            [IBLOCK_TYPE_ID] => rus
            [~IBLOCK_TYPE_ID] => rus
            [LID] => s1
            [~LID] => s1
            [CODE] => articals
            [~CODE] => articals
            [API_CODE] => 
            [~API_CODE] => 
            [NAME] => Статьи
            [~NAME] => Статьи
            [ACTIVE] => Y
            [~ACTIVE] => Y
            [SORT] => 10
            [~SORT] => 10
            [LIST_PAGE_URL] => /articals/
            [~LIST_PAGE_URL] => /articals/
            [DETAIL_PAGE_URL] => /articals/#ELEMENT_CODE#.html
            [~DETAIL_PAGE_URL] => /articals/#ELEMENT_CODE#.html
            [SECTION_PAGE_URL] => 
            [~SECTION_PAGE_URL] => 
            [CANONICAL_PAGE_URL] => https://lapshinvr.ru/articals/articals.html
            [~CANONICAL_PAGE_URL] => https://lapshinvr.ru/articals/articals.html
            [PICTURE] => 1131
            [~PICTURE] => 1131
            [DESCRIPTION] => 
            [~DESCRIPTION] => 
            [DESCRIPTION_TYPE] => html
            [~DESCRIPTION_TYPE] => html
            [RSS_TTL] => 24
            [~RSS_TTL] => 24
            [RSS_ACTIVE] => Y
            [~RSS_ACTIVE] => Y
            [RSS_FILE_ACTIVE] => N
            [~RSS_FILE_ACTIVE] => N
            [RSS_FILE_LIMIT] => 
            [~RSS_FILE_LIMIT] => 
            [RSS_FILE_DAYS] => 
            [~RSS_FILE_DAYS] => 
            [RSS_YANDEX_ACTIVE] => N
            [~RSS_YANDEX_ACTIVE] => N
            [XML_ID] => 
            [~XML_ID] => 
            [TMP_ID] => 
            [~TMP_ID] => 
            [INDEX_ELEMENT] => Y
            [~INDEX_ELEMENT] => Y
            [INDEX_SECTION] => N
            [~INDEX_SECTION] => N
            [WORKFLOW] => N
            [~WORKFLOW] => N
            [BIZPROC] => N
            [~BIZPROC] => N
            [SECTION_CHOOSER] => L
            [~SECTION_CHOOSER] => L
            [LIST_MODE] => 
            [~LIST_MODE] => 
            [RIGHTS_MODE] => S
            [~RIGHTS_MODE] => S
            [SECTION_PROPERTY] => N
            [~SECTION_PROPERTY] => N
            [PROPERTY_INDEX] => N
            [~PROPERTY_INDEX] => N
            [VERSION] => 1
            [~VERSION] => 1
            [LAST_CONV_ELEMENT] => 0
            [~LAST_CONV_ELEMENT] => 0
            [SOCNET_GROUP_ID] => 
            [~SOCNET_GROUP_ID] => 
            [EDIT_FILE_BEFORE] => 
            [~EDIT_FILE_BEFORE] => 
            [EDIT_FILE_AFTER] => 
            [~EDIT_FILE_AFTER] => 
            [SECTIONS_NAME] => 
            [~SECTIONS_NAME] => 
            [SECTION_NAME] => 
            [~SECTION_NAME] => 
            [ELEMENTS_NAME] => Элементы
            [~ELEMENTS_NAME] => Элементы
            [ELEMENT_NAME] => Элемент
            [~ELEMENT_NAME] => Элемент
            [REST_ON] => N
            [~REST_ON] => N
            [EXTERNAL_ID] => 
            [~EXTERNAL_ID] => 
            [LANG_DIR] => /
            [~LANG_DIR] => /
            [SERVER_NAME] => lapshinvr.ru
            [~SERVER_NAME] => lapshinvr.ru
        )

    [LIST_PAGE_URL] => /articals/
    [~LIST_PAGE_URL] => /articals/
    [SECTION_URL] => 
    [CANONICAL_PAGE_URL] => https://lapshinvr.ru/articals/nastrojka-pid.html
    [SECTION] => Array
        (
            [PATH] => Array
                (
                )

        )

    [IPROPERTY_VALUES] => Array
        (
            [ELEMENT_META_TITLE] => Практические способы настройки контуров регулирования
            [ELEMENT_META_KEYWORDS] => настройка, ПИД, регулятор, методика, PID, правило, подбора
            [ELEMENT_META_DESCRIPTION] => Перед началом настройки ПИД-регулятора необходимо заблаговременно убедиться в наличии трех компонентов для настройки: 
            [ELEMENT_PAGE_TITLE] => Настройка ПИД
            [SECTION_META_TITLE] => Статьи по автоматизации
            [SECTION_META_KEYWORDS] => Статьи, автоматизация
            [SECTION_META_DESCRIPTION] => Встречал при производстве работ что-то достойное внимания. Сложно самому оценить необходимость размещения той или иной статьи, старался очевидный мусор убирать
            [SECTION_PAGE_TITLE] => Здесь опубликовал статьи, которые могут кому-то пригодиться при производстве работ
        )

    [TIMESTAMP_X] => 05.04.2021 14:46:59
    [META_TAGS] => Array
        (
            [TITLE] => Настройка ПИД
            [BROWSER_TITLE] => Настройка ПИД
            [KEYWORDS] => настройка, ПИД, регулятор, методика, PID, правило, подбора
            [DESCRIPTION] => Перед началом настройки ПИД-регулятора необходимо заблаговременно убедиться в наличии трех компонентов для настройки: 
        )

    [PREVIEW_TEXT] => Перед началом настройки ПИД-регулятора необходимо заблаговременно убедиться в наличии трех компонентов для настройки:
1. Должен быть создан удобный график, который бы позволял следить за изменениями процесса (желательно с функцией масштабирования);
2. Функциональный блок ПИД-регулятора должен быть установлен в таком месте программы, которое гарантировало бы его цикличный вызов с равными таймингами (промежутками времени). [PREVIEW_PICTURE] => Array ( [ID] => 363 [TIMESTAMP_X] => Bitrix\Main\Type\DateTime Object ( [value:protected] => DateTime Object ( [date] => 2021-04-05 14:46:59.000000 [timezone_type] => 3 [timezone] => Europe/Moscow ) ) [MODULE_ID] => iblock [HEIGHT] => 1080 [WIDTH] => 1920 [FILE_SIZE] => 247503 [CONTENT_TYPE] => image/png [SUBDIR] => iblock/7ad [FILE_NAME] => 1.png [ORIGINAL_NAME] => 1.png [DESCRIPTION] => Автонастройка ПИД [HANDLER_ID] => [EXTERNAL_ID] => 87968911f1933837aead5e1261b1a01e [~src] => [SRC] => /upload/iblock/7ad/1.png [UNSAFE_SRC] => /upload/iblock/7ad/1.png [SAFE_SRC] => /upload/iblock/7ad/1.png [ALT] => Настройка ПИД [TITLE] => Настройка ПИД ) [DETAIL_PAGE_URL] => /articals/nastrojka-pid.html )
Ваш комментарий добавлен

Возврат к списку