差動比例積分調節器是一種安裝在自動化系統中以保持給定參數能夠變化的裝置。
乍一看它令人困惑，但你可以解釋 PID 調節和假人，即。對電子系統和設備不太熟悉的人。
什麼是PID調節器？
PID 調節器是內置在控制電路中的具有強制性反饋的裝置。它旨在保持設定點的設定水平，例如空氣溫度。
該設備基於從傳感器或傳感器接收到的數據向控制設備發送控制信號或輸出信號。控制器具有較高的瞬態精度和執行設定任務的質量。
PID控制器的三個係數及工作原理
PID控制器的操作是提供將調節參數維持在預定水平所需的功率的輸出信號。要計算指數，請使用複雜的數學公式，其中包括 3 個係數 - 比例、積分、微分。
讓我們以一個裝有水的水箱作為調節對象，其中需要通過用蒸汽調節閥門的開度來將溫度保持在預定水平。
比例分量出現在與輸入數據不匹配的時刻。簡而言之，聽起來是這樣的——取實際溫度與所需溫度之間的差值，乘以可調係數，得到應施加到閥門的輸出信號。 IE。一旦溫度下降，加熱過程就會開始，一旦溫度上升到所需水平以上，就會關閉甚至冷卻。
接下來是集成組件，該組件旨在補償環境影響或其他干擾影響，使我們的溫度保持在設定點。由於總是有其他因素影響被控制的設備，因此當數據到達以計算比例分量時，數字已經在變化。而且外部影響越大，數字波動越大。供電中有尖峰。
積分組件嘗試根據過去的值返回溫度值（如果它已更改）。下面的視頻中更詳細地描述了該過程。
然後，根據係數，調節器的輸出被饋入以升高或降低溫度。隨著時間的推移，選擇一個補償外部因素的值，跳躍消失。
積分用於通過計算靜態誤差來消除誤差。這個過程主要是選擇合適的係數，否則誤差（不匹配）也會影響積分分量。
第三PID分量是微分分量。它旨在補償在對系統的影響和反饋之間發生的延遲的影響。比例調節器在溫度達到所需點之前一直供電，但在信息傳輸到儀器時總是會出現錯誤，尤其是在較大值的情況下。這可能導致過熱。微分預測由延遲或環境影響引起的偏差，並提前減少供電。
設置 PID 控制器
使用 2 種方法來設置 PID 控制器：
- 綜合涉及基於系統模型計算參數。這種調整是準確的，但需要對自動控制理論有深入的了解。它只能由工程師和科學家來完成。因為要取流量特性，做很多計算。
- 手動方法基於試錯法。為此，以已有系統的數據為基礎，對一個或多個調節係數進行一些調整。開機並觀察最終結果後，參數向正確的方向變化。依此類推，直到達到所需的可操作性水平。
分析和整定的理論方法在實踐中很少使用，這是由於對控制對象的特性的無知和很多可能的干擾影響。基於系統觀察的實驗方法更為普遍。
現代自動化過程被實施為在程序控制下的專用模塊，以調整調節器係數。
PID調節器的用途
PID 調節器旨在通過改變執行器（例如自動控制閥）的控制動作，使用其設置的比例、積分、微分值。
使用的目的是獲得能夠控制大型工業甚至電廠反應堆的精確控制信號。
溫度控制電路示例
PID控制器經常用於溫度控制，讓我們用一個簡單的例子來加熱水箱中的水來看看這個自動化過程。
罐中充滿液體，需要將其加熱到所需溫度並保持在所需水平。罐內有一個用於測量溫度的傳感器 - 熱電偶 或者 電阻溫度計 並直接連接到PID控制器。
我們將通過自動控制閥供應蒸汽來加熱液體，如下圖所示。閥門本身接收來自控制器的信號。操作員在 PID 控制器中輸入溫度設定值，該溫度設定值需要在罐中保持。
如果調節器係數不正確，水溫會跳變，閥門會全開或全關。在這種情況下，必須計算並重新輸入 PID 係數。如果一切都正確完成，在短時間內系統將平衡過程，並且罐中的溫度將保持在設定點，控制閥的開度將處於中間位置。
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