Під-регулятор: опис, склад, настройка
Дуже часто для системних процесів необхідно, щоб контрольований параметр (наприклад, температура або швидкість обертання) був здатний миттєво реагувати на вплив ззовні і при цьому підтримувати інші значення системних констант, таких як тиск, потік і т. П. Як приклад можна привести насосну систему, яка містить кілька клапанів для відводу рідини. Для підтримки постійного рівномірного потоку на кожному клапані тиск трубопроводу повинне мати постійне значення. Якщо насос системи управляється приводом, то в разі 
відкриття одного або декількох клапанів швидкість мотора необхідно підвищувати, а у випадку закриття - знижувати. Так в системі буде підтримуватися постійний тиск. Для забезпечення такої роботи потрібно ПІД-регулятор. Тиск системи вимірюється датчиком і порівнюється із заданим значенням. За результатами порівняння ПІД-регулятор контролює швидкість мотора. У цій статті ми розглянемо, що ж являє собою такий пристрій.
З чого складається ПІД-регулятор
З метою усунення помилок у системі до складу згаданого пристрою входять три складових: інтегральний, диференційний і пропорційний регулятори. Пропорційний прилад є основним там, де завдання рівня швидкості пропорційно помилку. Однак якщо використовувати тільки цю складову, то в системі завжди буде присутній помилка. Високі значення даного пристрою призводять до коливань та нестабільності системи, а найнижчі - до «млявості». Інтегральний прилад використовують для виключення помилок. Швидкість зростає до моменту виключення похибки (при негативній помилку - зменшується). Відносно малі величини інтегральною складовою істотно впливають на роботу приладу в цілому. Якщо встановити занадто велике значення, то система почне працювати з перерегулюванням. Диференціальне пристрій оцінює швидкість зміни помилок, воно застосовується для збільшення швидкості системи. Однак при підвищенні швидкодії регулятора збільшується і рівень перерегулирования, що може призвести до нестабільності системи. Найчастіше дана складова виставляється на значення, близьке нулю, проте вона може виявитися досить корисною в системі позиціонування. Свою назву ПІД-регулятор отримав за першими літерами цих трьох компонентів. Як видно з опису приладу, важливою вимогою до правильній роботі пристрою є його налагодження.
Налаштування ПІД-регулятора
Для кожної системи настройка приладу проводиться індивідуально, тут ми розглянемо основні рекомендації, загальні для різних ситуацій:
1. Встановити диференціальну і інтегральну складові в нуль. Задати максимальну швидкість і спостерігати за реакцією.
2. Збільшити пропорційну складову і повторити пункт перший. Продовжувати цю процедуру до початку автоколебательного процесу.
3. Зменшувати цю складову до стабільності системи.
4. Виставити значення пропорційною складовою на 15% нижче сталого.
5. Виставити східчасто-максимальне значення швидкості за допомогою зміни інтегральної складової.
6. Зазвичай диференційний регулятор в налаштуванні не потребує.
7. Перевірити стабільність системи.
Висновок
Застосування подібних пристроїв у техніці досить широко, використовують їх практично в будь-якій сфері людської діяльності. Так, наприклад, ПІД-регулятор температури присутній в електрочайнику або в персональному комп'ютері (в ПК він потрібен для регулювання швидкості обертання вентиляторів при збільшенні температури процесора).
