Proporcional integral derivatiu: diferència entre les revisions

L'ús del PID per a control no garanteix el control òptim del sistema o l'[[estabilitat]] d'aquest. Algunes aplicacions poden només requerir un o dos modes dels quals proveeix aquest sistema de control. Un controlador PID pot ser anomenat també PI, PD, P o I en l'absència de les accions de control respectives. Els controladors PI són particularment comuns, ja que l'acció derivativa és molt sensible al soroll, i l'absència del procés integral pot evitar que s'arribi al valor desitjat a causa de l'acció de control.

 

Aquesta secció descriu el paral·lel o la forma d'interaccionar del controlador PID. Per a altres formes, consulteu la secció "''notació alternativa i PID formes''".

 

Un altre problema que té el PID és que és [[lineal]]. Principalment, l'acompliment dels controladors PID en sistemes no lineals és variable. També un altre problema comú que té el PID és, que a la part derivativa, el [[soroll]] pot afectar el ''sistema'', fent que aquestes petites variacions, facin que el canvi a la sortida sigui molt gran. Generalment un [[Filtre passa sota]] ajuda, ja que remouria els components d'alta freqüència del soroll. Tanmateix, un FPB i un control derivatiu poden fer que es cancel·lin entre ells. Alternativament, el control derivatiu pot ser tret en alguns sistemes sense gaire pèrdua de control. Això és equivalent a utilitzar un controlador PID com PI solament.

 

Un avantatge distintiu dels controladors PID és que dos controladors PID es poden utilitzar junts per obtenir un millor rendiment dinàmic. Això es diu en cascada PID control. En el control en cascada hi ha dos PIDs disposades amb un PID control del punt d'ajust d'un altre. Un controlador PID actua com a controlador de bucle exterior, que controla el paràmetre físic primari, com el nivell de líquid o de velocitat. Els actes d'un altre controlador com a controlador de bucle intern, el qual llegeix la sortida del controlador de bucle exterior com a punt de referència, generalment, el control d'un paràmetre de canvi més ràpid, cabal o l'acceleració. Pot ser demostrat matemàticament que la freqüència de treball del responsable del tractament és més gran i la constant de temps de l'objecte es redueix mitjançant l'ús de controladors PID en cascada.

 

Desitgem mantenir la temperatura interna d'un reactor químic en el seu valor de referència. Haurem de tenir un dispositiu de control de la temperatura (ja pot ser un escalfador, una resistència elèctrica,...), i un sensor (termòmetre). El P, PI o PID anirà controlant la variable (en aquest cas la temperatura). En l'instant que aquesta no sigui la correcta avisarà al dispositiu de control de manera que aquest actuï, corregint l'error. De tota manera, el més correcte és posar un PID, si hi ha molt soroll un PI, però un P no ens serveix gaire, ja que no arribaria a corregir-nos fins al valor exacte.

 

En els principis de la història del procés de control automàtic del controlador PID s'implementa com un dispositiu mecànic. Aquests controladors mecànics van usar una palanca, una molla i una massa i l'energia que s'emprava era sovint per aire comprimit. Aquests controladors pneumàtics es van estandarditzar en el món de la indústria.

 

La majoria dels controladors PID en la indústria moderna s'apliquen en els controladors de lògica programable (PLC) o com un panell muntat controlador digital. Les implementacions de programari tenen l'avantatge que són relativament barates i són flexibles pel que fa a l'aplicació de l'algorisme PID.

 

Un exemple molt senzill que il·lustra la funcionalitat bàsica d'un PID és quan una persona entra en una dutxa. Inicialment obre la clau d'aigua calenta per augmentar la temperatura fins a un valor acceptable (també anomenat "Setpoint"). El problema és que pot arribar el moment en què la temperatura de l'aigua sobrepassi aquest valor així que la persona ha d'obrir una mica la clau d'aigua freda per contrarestar la calor i mantenir el balanç. L'aigua freda s'ajusta fins a arribar a la temperatura desitjada. En aquest cas, l'humà és el que està exercint el control sobre el llaç de control, i és aquell que pren les decisions d'obrir o que tancar alguna de les claus; però no seria ideal si en lloc de nosaltres, fóra una màquina la que prengués les decisions i mantingués la temperatura que desitgem?

 

 

== Enllaços externs ==

* [http://www.engin.umich.edu/group/ctm/PID/PID.html PID Tutorial]

* [http://www.embedded.com/2000/0010/0010feat3.htm P.I.D. Without a PhD]: a beginner's guide to PID loop theory with sample programming code

* [http://asl.epfl.ch/research/projects/VtolIndoorFlying/rapports/rapportSemStauffer.pdf Shows how to build a PID controller with basic electronic components] (pàg. 22)

 

* [http://sourceforge.net/projects/pid-simulator/ Free, real-time PID simulator for Windows]

* [http://www.sccs.swarthmore.edu/users/06/adem/engin/e58/lab5/ PID controller using MatLab and Simulink]

* [http://www.pidlab.com PID controller laboratory, Java applets for PID tuning]

 

* [http://www.controlguru.com/pages/table.html Proven Methods and Best Practices for PID Control]

* [http://www.embedded.com/story/OEG20020726S0044 PID Control Primer] Article in Embedded Systems Programming