Regulator PID to jeden z najczęściej stosowanych regulatorów w automatyce. Jego zadaniem jest takie sterowanie obiektem, aby zmniejszyć uchyb regulacji, czyli różnicę między wartością zadaną a wartością rzeczywistą.
Nazwa PID pochodzi od trzech członów regulatora:
- P - proporcjonalny,
- I - całkujący,
- D - różniczkujący.
W strukturze idealnego regulatora PID nie występuje człon pamiętający. Jest to ważna informacja egzaminacyjna: jeśli w odpowiedziach pojawiają się człony proporcjonalny, całkujący, różniczkujący i pamiętający, to błędnym członem PID jest właśnie pamiętający.
Człon proporcjonalny P
Człon proporcjonalny reaguje bezpośrednio na aktualną wartość uchybu. Im większy uchyb, tym większy sygnał sterujący. Wzmocnienie tego członu oznacza się zwykle jako Kp.
Człon całkujący I
Człon całkujący sumuje uchyb w czasie. Pozwala usunąć uchyb ustalony, czyli sytuację, w której układ po czasie nadal nie osiąga dokładnie wartości zadanej. W zapisie operatorowym często występuje jako:
1 / (Ti · s)
Człon różniczkujący D
Człon różniczkujący reaguje na szybkość zmian uchybu. Może poprawiać dynamikę układu i przeciwdziałać gwałtownym zmianom. W zapisie operatorowym często występuje jako:
Td · s
Idealna transmitancja regulatora PID
Typowa postać transmitancji idealnego regulatora PID to:
G(s) = Kp · (1 + 1/(Ti · s) + Td · s)
gdzie:
- Kp - wzmocnienie proporcjonalne,
- Ti - czas całkowania,
- Td - czas różniczkowania,
- s - operator Laplace'a.
Najważniejsze do zapamiętania
Idealny regulator PID składa się z członów: proporcjonalnego, całkującego i różniczkującego. Człon pamiętający nie jest członem idealnego regulatora PID.