¿Qué es un sistema de retroalimentación de derivada integral proporcional (PID)?

Answer 1

Es una forma de control de circuito cerrado cuando:

• Tener un sistema que tenga una salida, digamos, y (t).
• Tiene una entrada de control que le permite cambiar el comportamiento, por ejemplo, u (t), pero u (t) no controla directamente y (t), es una relación complicada.
• Desea hacer que y (t) haga algo ajustando u (t). y (t) se llama punto de ajuste , yu (t) se llama variable manipulada.

Entonces, ¿cómo calcula lo que le hace a usted (t) para que y (t) haga lo que quiere? Aquí está el enfoque básico:

• Usted determina la diferencia entre lo que es ahora y lo que quiere que sea. Esto se llama el término de error o e (t).
• Luego calcula una función de e (t) en sí (la parte P), la integral de los valores anteriores (la parte I) y la diferencia entre la parte e última vez y esta vez (la parte D).
• Luego haces que (t) hagas eso y oye, ¡y (t) debería estar más cerca de donde quieres que esté!

Aquí hay un diagrama:

Esto es del artículo de Wikipedia (controlador PID) que es bastante bueno.

Pero un ejemplo puede ser útil: supongamos que tiene un sistema complejo que está tratando de controlar, por ejemplo, está tratando de controlar un espejo reflectante que refleja un láser:

y suponga que puede medir el ángulo del espejo con precisión. El ángulo del espejo es la y (t). Ahora desea hacer que el espejo vaya a una posición particular: el nuevo punto de ajuste. Luego puede encender un motor durante unos pocos microsegundos para ayudarlo a llegar allí; esto es u (t). ¿Pero qué tan rápido hago que el motor funcione? Solo podría decir que haré que la velocidad sea una función de la diferencia: este sería un controlador proporcional (P). Pero luego causaría que el espejo rebotara, y cosas así, y realmente perdería el punto de ajuste. Pero si tomo en cuenta el integral y el diferencial, obtendría resultados mucho mejores, sin sobrepasos, y sería rápido.

Answer 2

Waleed Kadous explica la mayor parte.

Un sistema de retroalimentación estándar usa retroalimentación negativa basada en el punto de ajuste y el error: ese control se basa en una Proporción del error = P

Ese es el sistema de retroalimentación más típico.

Pero eso a menudo significa que hay un error constante (un desplazamiento de CC, un error de calibración, etc.), por lo que si agrega otro factor basado en la Integral del error, se acumula cualquier desplazamiento y luego la retroalimentación lo reducirá.

Entonces, un controlador PI es más preciso.

Pero eso puede ser lento. Si observa un Derivado (tasa de cambio) del error, puede predecir dónde estará y actuar para anticiparlo (una especie de corrección en el futuro).

Por lo tanto, un controlador PID es más preciso y más rápido para reaccionar.

Y, como dice Waleed, si ajusta los tres términos juntos, obtendrá un control mucho mejor de todo

Answer 3

En lugar de algunas definiciones espeluznantes, déjame ponerlo de esta manera. Tome un escenario de la vida real, por ejemplo. Por lo general, nos bañamos todos los días (supongo) y tratamos de mantener el agua a la temperatura deseada (PUNTO DE AJUSTE) mezclando agua fría y caliente.

Entonces, la diferencia entre la temperatura deseada y la temperatura medida es lo que llamamos ERROR.

1) CONTROL PROPORCIONAL:
En este control, primero calcula el error y establece la posición del grifo en proporción al error actual. es decir, si siente que el agua está demasiado caliente, abre el grifo de agua fría hasta llegar al punto de ajuste.

2. CONTROL DERIVADO
Aquí debe considerar la velocidad a la que se abre el grifo. Es posible que deba abrirlo más cuando la temperatura está bajando y menos cuando la temperatura sube por encima del punto de ajuste.

3. CONTROL INTEGRAL:
La acción integral es cambiar la posición actual del tap en pasos proporcionales al error actual. Con el tiempo, los pasos se suman (que es el tiempo discreto equivalente a la integración) de los errores pasados.