pid 제어기 설계 예제

이와 동등하게, PID 컨트롤러의 Laplace 도메인의 전송 기능은 그의 작품은 수학기반이 아닌 직관적이었지만, 1911년 엘머 스페리가 선박 조향을 위해 개발한 PID 형 컨트롤러의 또 다른 초기 예입니다. [8] 오류 출력에 대한 보데 게인 플롯, (r-eta), 참조 입력, r(파란색), 센서 노이즈, n(녹색) 및 부하 방해, d(빨간색), Eq. 3.9에서. 시스템은 도 3.2a에서와 같이 전체 PID 제어 피드백 루프이며 피드포워드 필터가 없습니다. PID 컨트롤러는 Eq. 4.3으로 제공됩니다. 기본 프로세스, P, Eq. 4.1에서 시스템. b 변경된 프로세스를 가진 시스템(tilde{P})), Eq. 4.2에서 응답이 개선되어야 하는 구성 요소(또는 플랜트)의 전송 기능이 있으면 몇 가지 개선사항이 있습니다. MATLAB에는 엔지니어가 다양한 프로젝트를 생성, 분석 및 시뮬레이션할 수 있는 많은 “엔지니어링 도구 상자”가 포함되어 있습니다.

MATLAB의 경우 제어 시스템 엔지니어링에 적합한 여러 기능이 포함된 제어 시스템 툴박스가 포함되어 있습니다. 또한 대화형 시스템 분석 및 제어 설계를 가능하게 하는 GUI인 SISO(단일 입력 단일 출력) 도구도 포함되어 있습니다. SISO 도구 접근 방식의 가장 큰 두 가지 측면은 시스템에 대한 지식과 피드 포워드 제어를 통합하고 PID를 사용하여 오류를 제어하는 것입니다. 또는 PID는 매개 변수를 변경(다른 사용 사례에서 게인 스케줄링 또는 성능에 따라 조정) 측정 개선(더 높은 샘플링 속도, 정밀도 및 정확도) 및 필요한 경우 로우 패스 필터링) 또는 여러 PID 컨트롤러를 계단식으로 배열합니다. 정수 용어는 오류뿐만 아니라 지속된 시간과 관련하여 작업을 증가시킵니다. 따라서 적용된 힘이 오류를 0으로 가져오기에 충분하지 않은 경우 시간이 지남에 따라 이 힘이 증가합니다. 순수한 “I” 컨트롤러는 오류를 0으로 가져올 수 있지만 처음에는 느리게 반응할 수 있지만(처음에는 작업이 작아서 상당한 시간이 필요하기 때문에) 잔인한(오류가 있는 경우에도 오류가 양수인 경우 작업이 증가합니다) rted)에 접근합니다). 전자 아날로그 PID 제어 루프는 디스크 드라이브의 헤드 위치, 전원 공급 장치 의 전원 컨디셔닝 또는 현대 식계계의 이동 감지 회로와 같이 더 복잡한 전자 시스템 내에서 종종 발견되었습니다. 이산 전자 아날로그 컨트롤러는 PID 알고리즘을 구현하기 위해 마이크로 컨트롤러 또는 FPGA를 사용하는 디지털 컨트롤러로 대체되었습니다. 그러나 이산 아날로그 PID 컨트롤러는 레이저 다이오드 컨트롤러와 같이 고대역폭 및 저잡음 성능이 필요한 틈새 응용 분야에서 여전히 사용됩니다. [13] 수학 PID 루프 튜닝은 시스템의 임펄스를 유도한 다음 제어된 시스템의 주파수 응답을 사용하여 PID 루프 값을 설계합니다. 몇 분의 응답 시간이 있는 루프에서는 시행착오만으로도 안정적인 루프 값 집합을 찾는 데 며칠이 걸릴 수 있으므로 수학 루프 튜닝을 권장합니다.

최적의 값을 찾기가 더 어렵습니다. 일부 디지털 루프 컨트롤러는 매우 작은 설정점 변경 사항이 프로세스로 전송되는 자체 튜닝 기능을 제공하므로 컨트롤러 자체가 최적의 튜닝 값을 계산할 수 있습니다. 피드 포워드 외에도 PID 컨트롤러는 PID 게인 스케줄링(다른 작동 조건에서 매개 변수 변경), 퍼지 로직 또는 계산 동사 논리와 같은 방법을 통해 향상되는 경우가 많습니다. [32] [33] 컨트롤러에 연결된 계측에서 추가적인 실용적인 응용 문제가 발생할 수 있습니다.