Metoda Zieglera-Nicholsa służy do doboru nastaw regulatorów P, PI oraz PID. Jest to klasyczna metoda eksperymentalna wykorzystywana w automatyce przemysłowej, szczególnie podczas strojenia regulatorów.
Idea metody
W jednej z odmian metody zwiększa się wzmocnienie regulatora aż do momentu, gdy układ regulacji zacznie wykonywać oscylacje o stałej amplitudzie. Wtedy wyznacza się:
- Kkr — wzmocnienie krytyczne,
- Tosc — okres oscylacji krytycznych.
Na podstawie tych wartości korzysta się z tabeli nastaw. Dla regulatora PID często stosuje się zależności:
- KP = 0,60 · Kkr,
- TI = 0,50 · Tosc,
- TD = 0,12 · Tosc.
Przykład obliczenia
Jeżeli:
- Kkr = 3,5,
- Tosc = 1,2 ms,
to dla regulatora PID:
- KP = 0,60 · 3,5 = 2,1,
- TI = 0,50 · 1,2 ms = 0,6 ms,
- TD = 0,12 · 1,2 ms = 0,144 ms.
Następnie porównuje się obliczone wartości z aktualnymi nastawami regulatora. Jeżeli aktualny parametr różni się od wartości z tabeli, dany człon regulatora należy skorygować.
Typowy błąd
Częstym błędem jest porównywanie tylko wzmocnienia KP. W regulatorze PID trzeba sprawdzić wszystkie trzy parametry: KP, TI oraz TD.