PID 컨트롤러를 간단한 단어로 설명하는 텍스트를 찾지 못했습니다. 나는 이론을 알고 있습니다. 미분과 비례 이득 및 적분 등을 계산하지만 실제로 각 함수의 출력과 각 함수의 조합이 무엇인지 알아야 합니다.
예를 들어, 비례로 시작 : 기록 된 오류에 비례하는 입력을 보냅니다. 따라서 오류가 5V 인 경우 를 수행하여 오류를 줄입니까? 또는 ? 또는 또는 무엇입니까? 이해가 안 돼요
파생 상품은 특정 시간에 걸쳐 파생 상품을 모니터링합니까? 그리고 무엇을합니까? 또한 처음에 잡음 / 방해가 발생하여 PID 컨트롤러가 정상적인 사용 변화율을 갖지 않으면 어떻게 될까요? 적분과 동일합니다. 좋은 자료를 알려 주시거나 제게 설명해 주시겠습니까?
답변:
대부분의 사람들이 매일 사용하는 PID 기능은 자동차 나 자전거를 조종하기위한 손과 눈의 조정입니다. 눈은 입력이고, 핸들 / 핸들 바의 각도는 출력입니다. 설정 점은 보통 차선의 중심입니다 (사슴이 튀어 나오거나 개가 쫓을 때까지).
당신의 마음은 가지고 지속적으로 3 개 가지 요인을 고려 하여이 작업을 예비 성형 할 때. 각 요소에 미치는 중요성은 PID 경험에서 "튜닝"이라고하는 과거 경험을 바탕으로합니다.
비례 : "차선 중앙에서 먼 길을 가면 그 방향을 되돌려 야합니다."
당연히, 내가 더 멀어지면 나는 아주 가까이있을 때보 다 날카롭게 회전하고 싶습니다. 이를 통해 적시에 차선 중앙으로 돌아갈 수 있습니다.
파생 : "바퀴 / 손잡이를 그 방향으로 잡아 당기지 않는 것이 좋습니다.
당신은 거터에있을 수 있지만 운전 경험은 급하게 돌면 상황이 매우 빠르게 변할 것이며 설정 점을 초과하여 다가오는 트래픽에 들어가는 것을 피하기 위해 얼마나 날카로운지를 줄여야한다고 가르쳐줍니다.
Integral : "바람이 계속 도로 끝까지 밀려 가고 있으며, 거칠게 유지하려면 방향을 바꿔야합니다."
차선 중앙에 가깝지만 원하는 곳이 아닙니다. 당신은 정말 가까이 있기 때문에 비례는 작고 매우 빠르게 변화하지 않기 때문에 파생물은 작습니다. 적분이란 말은 "이제 우리가 많이 벗어난 것은 아니라는 것을 알고 있습니다. 우리는 꽤 오랫동안 꺼져있었습니다. 우리는 어떻게 바람을 설정하여 설정 점을 유지할 수 있습니다"라고 말합니다.
PID는 완벽하지 않으며 조향 능력은 실제로 표준 PID보다 훨씬 뛰어납니다. 바람이 사라질 때 (알 수없는 이유로) 적분 항을 없애고 바람이 다시 오기를 기다리는 동안 반대되는 트래픽으로 방황하지 마십시오. 또한 인간은 가속 및 물리학과 같은 다른 입력을 고려하여 작동 중에 자체 조정하는 반면, 대부분의 기계 / 컴퓨터는 현재이를 수행 할 수 없습니다.
직관적 인 용어로 다음 설명이 유용하다는 것을 알았습니다.
논쟁을 위해 우리 시스템이 수도꼭지의 물통에 물통을 채우고 있다고 가정 해 봅시다. 버킷의 수심을 측정하고 수도꼭지를 통해 물의 유량을 제어합니다. 버킷을 최대한 빨리 채우고 싶지만 넘치지 않기를 바랍니다.
비례 요소는이 벅은 주어진 시간에 얼마나 전체의 유용한 측정이 경우, 양동이에 물 높이 선형 측정이지만 우리에게이 시간 우리가 지금 작성하는 방법을 신속하게 대해 아무것도 알려줍니다 물이 가득 차면 수도꼭지를 끄기에 너무 늦을 수도 있고 너무 느리게 채울 경우 물이 구멍을 통해 물이 채워질 때보 다 빨리 누출되어 물이 가득 차지 않습니다.
종이 에서이 소리는 자체적으로 충분해야하며 경우에 따라 시스템 자체가 본질적으로 불안정하거나 (반전 진자 또는 전투기와 같이) 오류와 입력 노이즈 효과는 외부 노이즈로 인한 섭동 속도에 비해 느립니다.
유도체 요소 수위의 변화율이다. 이것은 버킷을 최대한 빨리 채우고 싶을 때 특히 유용합니다. 예를 들어 탭을 빠르게 채우기 위해 시작하지만 레벨이 상단에 가까워지면 조금 닫을 수 있습니다. 조금 더 정확하고 넘칠 수는 없습니다.
적분 요소 물의 전량 버킷을 첨가한다. 버킷에 직선이 있으면 물의 흐름에 비례하는 속도로 채워지더라도 중요하지 않습니다. 그러나 버킷이 테이퍼 지거나 구부러진 측면의 경우 물의 양이 적용되는 속도에 영향을 미치기 시작합니다. 수위가 바뀝니다. 보다 일반적으로 이는 시간이 지남에 따라 누적되므로 P 및 D 요소가 충분히 수정되지 않은 경우 (예 : 버킷을 절반 가득 채움) 더 큰 응답을 적용합니다.
이것을 보는 또 다른 방법은 적분이 시간에 따른 누적 오차의 척도이고 효과적으로 제어 전략이 의도 한 결과를 달성하는 데 얼마나 효과적인지 점검하고 시스템의 실제 작동 방식에 따라 입력을 수정할 수 있다는 것입니다 일정 기간 동안.
요약하면 :
P (비례) 요소는 제어하려는 변수에 비례합니다 (예 : 간단한 온도 조절기)
D (유도) 요소는 해당 변수의 변화율에 비례합니다
(통합) 요소는 가장 이해하기 어려울 수 있지만 P 매개 변수가 측정 하는 양과 관련 이 있습니다. 이는 일반적으로 부피, 질량, 전하, 에너지 등과 같은 누적 양입니다.
PID 컨트롤러는 튜닝 파라미터를 사용하여 응답을 조정합니다.
PID 제어 방정식에서 :
3 개의 K- 첨자 항은 튜닝 매개 변수이며 PID 제어기 출력의 각 항에 대해 비례, 적분 및 미분이 하나씩 있습니다.
예를 들어 오류가 + 5V이고 Kp가 0.3 인 경우 출력은 1.5V입니다. 적분과 미분에 대해서도 마찬가지입니다.
실제로, 이들 파라미터는 실험적으로 결정된다. 지글러 - 니콜스 (PDF) 튜닝 방법은 업계에서 매우 인기가 사용하는 간단한 휴리스틱 방법이다.
요즘 대부분의 상용 PID 컨트롤러와 PLC 기능에는 튜닝 기능이 내장되어 있습니다.
희망이 도움이됩니다!