или свяжитесь с нами по телефону +7 (495) 792-57-57
* - обязательные поля
ПИД-регулятор – устройство автоматического регулирования с обратной связью. Управляющий сигнал формируется по пропорционально-интегрально-дифференциальному закону, то есть воздействие представляет собой сумму трех составляющих разности входного сигнала и сигнала обратной связи: Пропорциональной. Интегральной. Дифференциальной (производной).
ПИД-регулятор – устройство автоматического регулирования с обратной связью. Управляющий сигнал формируется по пропорционально-интегрально-дифференциальному закону, то есть воздействие представляет собой сумму трех составляющих разности входного сигнала и сигнала обратной связи:
Структурная схема устройства и формулы каждой составляющей указаны на рисунке.
ПИД-регуляторы относятся к устройствам непрерывного действия, они получили самое широкое распространение в системах автоматического управления. Такие устройства обладают значительным быстродействием, реагируют на тенденции изменения ошибки, а также устойчивы к воздействию шумов.
Настройка ПИД-регулятора сводится к подбору величин 3 коэффициентов, так чтобы устройство поддерживало заданный параметр на определенном уровне.
Рассмотрим настройку ПИД-регулятора температуры. Допустим ее величина на данный момент 10 °С, а требуемое значение должно составлять 25°С.
На графике указаны 2 различных переходных процесса, возникающих при увеличении температуры. Расходящаяся кривая, указанная черным цветом, иллюстрирует работу ненастроенного регулятора. Контролируемая величина не принимает заданного значения, функция «идет вразнос».
Красным цветом указана «идеальная кривая», характеристика достаточно крута, что указывает на небольшое время отклика, величина быстро достигает значения 25°С и удерживается на этом уровне.
Для подбора оптимальной пропорциональной составляющей выставляют нулевые значения интегрального и дифференциального коэффициента. Затем задают величину температуры, отличную от текущей.
Далее через равные промежутки времени вносят полученные переходные величины в таблицу и строят график.
При высоком перерегулировании как на кривой, показанной синим цветом, уменьшают пропорциональную составляющую, при медленном достижении нужного значения температуры, коэффициент увеличивают. Задача – приблизить график к «идеальной кривой», изображенной в красном цвете.
После отладки пропорциональной составляющей настраивают дифференциальный коэффициент. Необходимо достичь отсутствия перерегулирования, которое отображается в виде скачков температуры выше заданного значения. Для этого дифференциальную составляющую плавно повышают.
При наличии скачков в диапазоне ниже верхнего заданного значения контролируемого параметра, дифференциальную составляющую уменьшают. При этом также стоит задача приближения фактического графика к «идеальной кривой».
После отладки пропорциональной и дифференциальной составляющей удается получить кривую, очень близкую к идеальной. Однако, температура при этом не достигает заданной величины и поддерживается на более низком значении.
Такое расхождение называют статической ошибкой. Чтобы ее исключить, настраивают интегральную составляющую. Коэффициент плавно увеличивают до исчезновения статической ошибки. При выявлении скачков значений величины контролируемого параметра, интегральную составляющую также плавно снижают.
На практике редко удается достичь настроек близких к идеальным. Любая система подвержена возмущениям извне, что делает невозможным достижение «идеальной кривой». Обычно ограничиваются настройкой, удовлетворяющей условия технологического процесса.
Частотные преобразователи – устройства для изменения момента и скорости вращения электродвигателей переменного тока различной конструкции. Современные ПЧ комплектуются функциями ПИ и ПИД-регуляторами. Устройства широко применяют в автоматизированных электроприводах промышленного оборудования различного назначения.
Рассмотрим настройку ПИД-регулятора на примере частотного преобразователя «Данфосс» серии VLT® AutomationDrive FC 360.
Для настройки предусмотрены несколько параметров:
