Regulator PID to regulator automatyki, którego sygnał sterujący powstaje z trzech składowych: P – proporcjonalnej, I – całkującej oraz D – różniczkującej. Jest jednym z najczęściej stosowanych regulatorów w układach mechatronicznych, np. do regulacji temperatury, prędkości, położenia lub ciśnienia.
Składowe regulatora PID
- P – człon proporcjonalny: reaguje na aktualny uchyb regulacji. Im większy błąd, tym większa reakcja regulatora.
- I – człon całkujący: sumuje uchyb w czasie. Pomaga usunąć uchyb ustalony, czyli błąd pozostający po osiągnięciu stanu ustalonego.
- D – człon różniczkujący: reaguje na szybkość zmian uchybu. Poprawia dynamikę układu i może ograniczać przeregulowanie.
Typowy zapis działania regulatora PID:
u(t) = Kp [ e(t) + 1/Ti ∫e(t)dt + Td de(t)/dt ]
gdzie: u(t) – sygnał sterujący, e(t) – uchyb regulacji, Kp – wzmocnienie proporcjonalne, Ti – czas całkowania, Td – czas różniczkowania.
Jak rozpoznać regulator PID na schemacie?
Na schemacie blokowym regulator PID ma połączone działania: proporcjonalne, całkujące i różniczkujące. Jeżeli widoczne są człony odpowiadające całkowaniu i różniczkowaniu, a dodatkowo występuje wzmocnienie proporcjonalne Kp, to jest to regulator PID.
Porównanie z innymi regulatorami
- I – zawiera tylko człon całkujący.
- PI – zawiera człon proporcjonalny i całkujący.
- PD – zawiera człon proporcjonalny i różniczkujący.
- PID – zawiera wszystkie trzy: proporcjonalny, całkujący i różniczkujący.
W pytaniach egzaminacyjnych należy zwracać uwagę, czy symbol zawiera jednocześnie elementy charakterystyczne dla całkowania i różniczkowania oraz wzmocnienie proporcjonalne.