Saya belum menemukan teks yang menjelaskan pengontrol PID dengan kata-kata sederhana. Saya tahu teori: menghitung turunan dan keuntungan proporsional dan integral dll, tapi saya perlu tahu pada kenyataannya apa output dari masing-masing fungsi dan setiap kombinasi fungsi.
Misalnya, dimulai dengan proporsional: mengirimkan input yang proporsional dengan kesalahan yang direkam. Jadi, jika kesalahannya 5 V, apakah itu untuk mengurangi itu? atau ? atau atau apa? Saya tidak mengerti.12⋅5 V15⋅5 V−15⋅5 V
Adapun turunannya, ia memantau turunannya dalam waktu tertentu? Lalu apa? Juga, bagaimana jika ada noise / gangguan di awal, sehingga pengontrol PID tidak akan memiliki tingkat perubahan penggunaan yang normal untuk dibandingkan? Sama dengan integral. Bisakah Anda mengarahkan saya ke sumber yang bagus atau tolong jelaskan saya?
Fungsi PID yang kebanyakan orang gunakan setiap hari adalah koordinasi tangan-mata untuk menyetir mobil atau sepeda. Mata Anda adalah input, sudut setir / handle bar adalah output. Titik setel biasanya merupakan pusat lajur Anda (sampai rusa melompat keluar atau anjing mengejar Anda).
Pikiran Anda harus terus - menerus mempertimbangkan 3 faktor yang berbeda saat membentuk tugas ini. Pentingnya menempatkan pada setiap faktor didasarkan pada pengalaman masa lalu, yang disebut "tuning" di dunia PID.
Proporsional: "Saya jauh dari pusat jalur, saya harus kembali ke arah itu."
Secara alami, jika saya jauh, saya ingin menjadi lebih tajam daripada jika saya sangat dekat. Ini akan memungkinkan saya untuk kembali ke pusat jalur saya tepat waktu.
Turunan: "Saya lebih baik tidak hanya menarik palang roda / pegangan ke arah itu atau saya akan mengoreksi, menggulung, dan menabrak."
Anda mungkin berada di selokan, tetapi pengalaman mengemudi Anda mengajarkan Anda bahwa jika Anda menoleh dengan tajam, hal-hal akan berubah dengan sangat cepat dan Anda perlu mengurangi seberapa tajam Anda berpaling agar tidak menembakkan titik setel Anda dan memasuki lalu lintas yang akan datang.
Integral: "Angin terus mendorong saya ke tepi jalan, dan saya harus mengubahnya agar tetap kasar"
Anda cukup dekat dengan pusat jalur Anda, tetapi tidak cukup di tempat yang Anda inginkan. Proporsional kecil karena Anda benar-benar dekat dan Derivatif kecil karena Anda tidak berubah sangat cepat. Integral adalah istilah yang masuk dan mengatakan, "Hei sekarang, aku tahu kita tidak banyak, tapi kita sudah lama tidak aktif; bagaimana kalau kita berubah menjadi angin sehingga kita bisa memegang titik setel kita."
PID tidak sempurna, dan kemampuan kemudi Anda sebenarnya sedikit lebih baik daripada PID standar. Anda cukup pintar untuk menyadari bahwa ketika angin menghilang (untuk beberapa alasan yang tidak diketahui) Anda nol istilah integral Anda dan tidak berkeliaran ke lalu lintas yang berlawanan sambil menunggu angin kembali. Manusia juga mengatur sendiri selama operasi dengan mempertimbangkan input lain seperti akselerasi dan fisika, sedangkan sebagian besar mesin / komputer saat ini tidak mampu melakukan ini.
Terima kasih penjelasan yang bagus. Jadi singkatnya, koreksi proporsional akan ideal tetapi memiliki kelemahan ini: tidak dapat mengatasi inersia, tidak dapat mengatasi suara-suara eksternal. Itu sebabnya kita perlu D untuk mengatasi inersia dan saya untuk mengatasi kebisingan. Apakah ini ringkasan yang bagus? Apakah saya melewatkan sesuatu?
ergon
Proporsional bekerja dengan baik ketika Anda memiliki waktu yang lama untuk sampai di sana. Tune saja sampai lembab dan itu akan bekerja dengan baik. Integral memastikan bahwa kami mencapai titik setel kami yang sebenarnya ketika kami dekat tetapi tidak cukup di sana. Derivatif adalah yang paling penting ketika kita ingin mencapai titik setel dengan cepat. Proporsional diatur lebih agresif daripada Derivatif digunakan untuk mengurangi overshoot; tidak hanya untuk menetralkan inersia tetapi juga menetralkan output (sudut setir).
ericnutsch
PID tidak tahu sistem @ergon. Itulah keindahan PID, tetapi juga kegagalan terbesarnya. Ia tidak mampu mengantisipasi hal-hal, ia hanya bisa bereaksi. Turunan dalam praktek agak sulit karena sering berisik karena bagaimana diukur. Ini terutama melawan saldo nilai P besar.
joojaa
9
Secara intuitif saya menemukan penjelasan berikut berguna.
Demi argumen, katakanlah bahwa sistem kami mengisi ember dengan lubang di dalamnya air dari keran. Kami mengukur kedalaman air dalam ember dan mengontrol laju aliran air melalui keran. Kami ingin mengisi ember secepat mungkin tetapi tidak ingin meluap.
The proporsional unsur adalah ukuran linear, dalam hal ini ketinggian air di ember ini adalah ukuran berguna bagaimana penuh uang adalah pada waktu tertentu tetapi memberitahu kita apa-apa tentang seberapa cepat mengisi sehingga pada saat kita perhatikan penuh, mungkin sudah terlambat untuk mematikan keran atau jika kita mengisinya terlalu lambat air akan bocor melalui lubang lebih cepat daripada mengisi dan tidak pernah penuh.
Di atas kertas ini sepertinya sudah cukup untuk itu sendiri dan dalam beberapa kasus itu, namun itu rusak ketika sistem itu sendiri secara inheren tidak stabil (seperti pendulum terbalik atau jet tempur) dan jeda antara mengukur kesalahan dan efek pengambilan input lambat dibandingkan dengan tingkat di mana gangguan eksternal menyebabkan gangguan.
The turunan elemen adalah laju perubahan tingkat air. Ini sangat berguna ketika kita ingin mengisi ember secepat mungkin misalnya kita dapat membuka keran sejauh akan mulai pada awal untuk mengisinya dengan cepat tetapi tutup sedikit setelah level mendekati bagian atas sehingga kita bisa menjadi sedikit lebih tepat dan tidak terlalu mengisinya.
The terpisahkan unsur adalah total volume air yang ditambahkan ember. Jika ember memiliki sisi lurus, ini tidak masalah karena mengisi pada tingkat yang proporsional dengan aliran air TETAPI jika ember memiliki sisi melengkung atau melengkung maka volume air di dalamnya mulai memiliki efek terhadap laju di mana level air berubah. Lebih umum karena ini merupakan integral yang terakumulasi dari waktu ke waktu, jadi terapkan respons yang lebih besar jika elemen P dan D tidak cukup mengoreksi misalnya dengan mempertahankan ember setengah penuh.
Cara lain untuk melihat ini adalah bahwa integral adalah ukuran kesalahan kumulatif dari waktu ke waktu dan secara efektif memeriksa seberapa efektif strategi kontrol mencapai hasil yang diinginkan dan dapat memodifikasi input tergantung pada bagaimana sistem benar-benar berperilaku selama periode waktu tertentu.
Jadi dalam ringkasan:
elemen P (proporsional) sebanding dengan variabel yang ingin Anda kontrol (seperti termostat sederhana)
elemen D (turunan) sebanding dengan laju perubahan variabel itu
elemen (integral) mungkin yang paling sulit untuk dipahami tetapi berkaitan dengan kuantitas yang diukur parameter P Anda biasanya ini akan menjadi jumlah kumulatif seperti volume, massa, muatan, energi dll.
Jawaban luar biasa, penjelasan terbaik yang saya temukan di mana saja. Tetapi 2 pertanyaan lebih lanjut: 1. Bagaimana parameter disetel? Secara otomatis, atau sebaliknya? Jika itu hanya satu parameter, saya samar-samar melihat bagaimana hal itu bisa didorong naik atau turun, secara algoritmik misalnya, akhirnya sampai pada nilai yang stabil. 2. Di satu sisi, nilai ini sendiri mengarah pada kebutuhan akan sistem PID jika sifat lingkungan berubah. Misalnya, jika ember atau keran harus diubah, bagaimana mungkin parameter dibuat untuk menyesuaikan paling efisien? Saya harap ini tidak bertanya terlalu banyak, mungkin itu menjamin satu atau dua pertanyaan terpisah?
CL22
Menyetel parameter benar-benar turun ke bagaimana Anda memodelkan sistem di tempat pertama. Anda dapat melakukan ini secara matematis dengan Transformasi Laplace yang memodelkan respons sistem sehubungan dengan frekuensi yaitu Anda memperlakukannya sebagai sistem massa / pegas / peredam. Atau Anda dapat memiliki sistem fisik di mana Anda hanya men-tweak tombol dan kenalan yang sebenarnya. Dalam praktiknya mungkin menjadi sedikit dari keduanya, model matematika memberi Anda titik awal yang masuk akal yang Anda sempurnakan sebagai respons terhadap perilaku dunia nyata.
Chris Johns
@Jodes dalam prakteknya sistem nyata banyak memiliki perilaku yang tidak dapat diketahui sebelumnya dengan pemodelan.
joojaa
4
Pengontrol PID menggunakan parameter penyetelan untuk menyesuaikan respons.
Dari persamaan untuk kontrol PID:
Tiga istilah K-subskrip adalah parameter penyetelan, dan ada satu untuk setiap istilah keluaran pengontrol PID: proporsional, integral, dan diferensial.
Jadi, misalnya, dengan kesalahan + 5V dan Kp 0,3, output akan menjadi 1,5V. Demikian juga untuk istilah integral dan diferensial.
Dalam praktiknya, parameter ini ditentukan secara eksperimental. The Ziegler-Nichols (pdf) metode tuning metode heuristik sederhana yang digunakan untuk menjadi sangat populer di industri.
Saat ini, sebagian besar pengontrol PID yang tidak tersedia dan fungsi PLC memiliki penyetelan bawaan.
Secara intuitif saya menemukan penjelasan berikut berguna.
Demi argumen, katakanlah bahwa sistem kami mengisi ember dengan lubang di dalamnya air dari keran. Kami mengukur kedalaman air dalam ember dan mengontrol laju aliran air melalui keran. Kami ingin mengisi ember secepat mungkin tetapi tidak ingin meluap.
The proporsional unsur adalah ukuran linear, dalam hal ini ketinggian air di ember ini adalah ukuran berguna bagaimana penuh uang adalah pada waktu tertentu tetapi memberitahu kita apa-apa tentang seberapa cepat mengisi sehingga pada saat kita perhatikan penuh, mungkin sudah terlambat untuk mematikan keran atau jika kita mengisinya terlalu lambat air akan bocor melalui lubang lebih cepat daripada mengisi dan tidak pernah penuh.
Di atas kertas ini sepertinya sudah cukup untuk itu sendiri dan dalam beberapa kasus itu, namun itu rusak ketika sistem itu sendiri secara inheren tidak stabil (seperti pendulum terbalik atau jet tempur) dan jeda antara mengukur kesalahan dan efek pengambilan input lambat dibandingkan dengan tingkat di mana gangguan eksternal menyebabkan gangguan.
The turunan elemen adalah laju perubahan tingkat air. Ini sangat berguna ketika kita ingin mengisi ember secepat mungkin misalnya kita dapat membuka keran sejauh akan mulai pada awal untuk mengisinya dengan cepat tetapi tutup sedikit setelah level mendekati bagian atas sehingga kita bisa menjadi sedikit lebih tepat dan tidak terlalu mengisinya.
The terpisahkan unsur adalah total volume air yang ditambahkan ember. Jika ember memiliki sisi lurus, ini tidak masalah karena mengisi pada tingkat yang proporsional dengan aliran air TETAPI jika ember memiliki sisi melengkung atau melengkung maka volume air di dalamnya mulai memiliki efek terhadap laju di mana level air berubah. Lebih umum karena ini merupakan integral yang terakumulasi dari waktu ke waktu, jadi terapkan respons yang lebih besar jika elemen P dan D tidak cukup mengoreksi misalnya dengan mempertahankan ember setengah penuh.
Cara lain untuk melihat ini adalah bahwa integral adalah ukuran kesalahan kumulatif dari waktu ke waktu dan secara efektif memeriksa seberapa efektif strategi kontrol mencapai hasil yang diinginkan dan dapat memodifikasi input tergantung pada bagaimana sistem benar-benar berperilaku selama periode waktu tertentu.
Jadi dalam ringkasan:
elemen P (proporsional) sebanding dengan variabel yang ingin Anda kontrol (seperti termostat sederhana)
elemen D (turunan) sebanding dengan laju perubahan variabel itu
elemen (integral) mungkin yang paling sulit untuk dipahami tetapi berkaitan dengan kuantitas yang diukur parameter P Anda biasanya ini akan menjadi jumlah kumulatif seperti volume, massa, muatan, energi dll.
sumber
Pengontrol PID menggunakan parameter penyetelan untuk menyesuaikan respons.
Dari persamaan untuk kontrol PID:
Tiga istilah K-subskrip adalah parameter penyetelan, dan ada satu untuk setiap istilah keluaran pengontrol PID: proporsional, integral, dan diferensial.
Jadi, misalnya, dengan kesalahan + 5V dan Kp 0,3, output akan menjadi 1,5V. Demikian juga untuk istilah integral dan diferensial.
Dalam praktiknya, parameter ini ditentukan secara eksperimental. The Ziegler-Nichols (pdf) metode tuning metode heuristik sederhana yang digunakan untuk menjadi sangat populer di industri.
Saat ini, sebagian besar pengontrol PID yang tidak tersedia dan fungsi PLC memiliki penyetelan bawaan.
Semoga itu bisa membantu!
sumber