ПИД-регулирование и выполнение ПИД-закона регулирования

ПИД-регулирование, или пропорционально-интегрально-дифференциальное регулирование — процесс, используемый в сфере промышленной автоматизации. Он сложный и трудоемкий, так как предполагает взаимодействие нескольких параметров и функций.

Основная цель — корректировка и поддержание заданного значения температуры, давления, оборотов двигателя и пр., т.е. контроль над постоянством заданных значений в системе автоматического управления. Поэтому ПИД-регулятор — ключевой элемент подобных систем.
Благодаря этому устройству обеспечивается выполнение ПИД-закона регулирования. Оно формирует управляющий сигнал, который создается на основании 3 показателей: ПИД-закон обеспечивает более точные результаты в поддержании температурных показателей по сравнению с позиционным. Формула для вычисления мощности в ПИД-регулировании выглядит следующим образом: 
 
В ней N — Мощность, а коэффициенты обозначаются как:
Kp — пропорциональный,
Ki — интегральный,
Kd — дифференциальный.
В зависимости от полученных результатов расчетов настраивается ПИД-регулятор.

Пропорциональное регулирование

Суть пропорциональной составляющей заключается в получении, а также обработке данных, которые впоследствии сравниваются. Основная задача — сравнивать входное и заданное значение параметров, а также умножать на подобранный коэффициент. В результате чего получается требуемое выходное значение.
Однако сложность в том, что нужный коэффициент подобрать иногда довольно затруднительно. Это связано с разнообразными факторами, влияющими на расчет параметров:

Поэтому регулирование ПИД-регулятора может происходить либо теоретически, либо экспериментально.

Интегральное регулирование

Этот компонент направлен на вычисление интеграла отклонения величины по времени. Другими словами, в этом процессе выявляются «ошибки». Это дополняет, а также помогает сглаживать показатели пропорциональной составляющей.

В настройке ПИД-регулятора в данном случае также участвует коэффициент. Нахождение и настройка нужного показателя могут быть заданы на приборе автоматически. Либо его можно настроить вручную. Однако для этого необходимо обладать опытом и достаточным уровнем квалификации.

Дифференциальное регулирование

Главной функцией этой составляющей считается прогнозирование и предотвращение ошибок. Также она препятствует резким скачкам. Дифференциальный коэффициент ПИД-регулятора подбирают в зависимости от динамики и темпа изменений измеряемых показателей.

Обычно ПИД-регулирование измерительных устройств проводится в соответствии с технической литературой. Настройка может проводиться разными методами. Но необходимо помнить, что это — ответственный и трудоемкий процесс, от которого зависит точность результатов. Поэтому такая задача под силу только опытным специалистам.