Выбор лучшего пропорционально-интегрально-дифференциального (ПИД) регулятора будет зависеть от ваших конкретных потребностей. ПИД-регулятор может быть в виде ПИ- или ПД-регулятора либо только I- или P-регулятора. , Не все приложения требуют использования всех трех параметров. Управление производной, скорее всего, будет устранено, поскольку оно выполняет измерения на основе системного шума. Устранение может быть сделано путем установки нежелательных параметров на ноль.
Широко используемый в качестве промышленного регулятора ПИД-регулятор рассчитывает три отдельных параметра, характеристики или измеряемые факторы. Расчеты значений ошибок производятся путем получения разницы между измеренным количеством и желаемым количеством. Ошибки сводятся к минимуму путем настройки входных данных в систему управления.
В ПИД-регуляторе любые слишком большие пропорциональные изменения могут вызвать нестабильность системы. Если одни и те же изменения слишком малы, система не будет реагировать. Интегральное управление измеряет количество ошибок и пытается минимизировать их. Производные элементы управления снижают скорость изменений, но могут замедлять время отклика и вносить больше шума в систему.
Чтобы понять процесс управления, хорошим примером является ручная регулировка температуры воды в кране с двумя кранами. Краны горячей и холодной воды включаются, а затем пользователь регулирует желаемую комбинированную температуру. Регулировки должны быть выполнены точно, иначе пользователь будет переключаться между слишком горячей и слишком холодной водой. Полное пропорциональное управление исключает циклическое включение и выключение в системе. ПИД-регулятор автоматически компенсирует изменения в системе.
Для базовых систем термостатов можно использовать самые простые системы управления. ПИД-регулятор в духовке лучше всего работает только с пропорциональным и интегральным управлением. Функция производной может вызвать неустойчивые изменения из-за шума или электрических помех. Правильно работающая система управления позволяет духовке нагреваться до желаемой температуры, а затем включаться и выключаться для ее поддержания. Нагрев замедляется по мере того, как печь достигает желаемой температуры, чтобы избежать превышения заданного значения.
Основные элементы управления включением и выключением прекрасно подходят для систем, не требующих постоянной точной температуры. Домашние устройства отопления и охлаждения могут использовать это, но более высокая эффективность будет достигнута с помощью пропорционального или ПИД-регулятора. Промышленное использование обычно требует постоянного контроля для лабораторного использования. Требования к движению, температуре и управлению потоком могут быть удовлетворены с помощью функций PID. Когда стационарная ошибка (SSE) является критической, все три элемента управления — работая вместе — обеспечат желаемый результат.
Факторами, которые необходимо учитывать, являются тип входного датчика в систему и допустимый диапазон результатов. Далее должны быть удовлетворены выходные потребности. Выходы могут подаваться на электромеханическое реле, аналоговый приемник или твердотельное реле (ТТР). Наконец, примите во внимание количество требуемых выходов. ПИД-регуляторы обычно поставляются со списком всех типов входов и выходов, с которыми они лучше всего работают.