Pramoninės automatikos valdymo srityje plačiai naudojamos PID valdymo kilpos. Tačiau eksploatacijos metu dažnai susiduriame su įvairiais svyravimų tipais, pvz., į-fazinį virpesį,-ne-fazinį svyravimą ir ne-tolygų svyravimą. Šios problemos ne tik sukelia sistemos nestabilumą, bet ir gali pakenkti viso gamybos proceso saugai ir efektyvumui. Šiame straipsnyje bus aptariamos šių trijų tipų virpesių charakteristikos ir atitinkamos atsakomosios priemonės.
I. In-fazės virpesiai
In-fazės svyravimai proceso kintamasis ir valdiklio išvestis rodo tuos pačius kilimo, kritimo ir posūkio taškus; abi kreivės yra panašios arba simetriškos. Šio tipo svyravimus dažnai sukelia išoriniai sutrikimai arba per didelis proporcingas stiprinimas.
Sprendimas:Pabandykite sumažinti proporcingą stiprinimą vienu{0}}trečdaliu ir stebėkite, ar svyravimai nepablogėja. Jei svyravimai pablogėja, tai rodo, kad problema greičiausiai kyla ne dėl netinkamų PID parametrų nustatymų, o dėl išorinių trikdžių. Tokiu atveju derinant rekomenduojama atkurti parametrus ir nustatyti trikdžių šaltinį. Jei svyravimas yra-fazinis ir jį sukelia per didelis proporcingas stiprinimas, sumažinus proporcingą stiprinimą vienu-trečdaliu, svyravimai dažnai pašalinami.
II. Iš-ne-fazės virpesiai
Iš-ne-fazės virpesių proceso kintamasis ir PID valdiklio išvestis turi porą smailių ir žemumų, o dvi kreivės kyla ir krinta priešingomis fazėmis. Šio tipo svyravimus neabejotinai sukelia per didelis integralas
Sprendimas:Pabandykite nustatyti integravimo laiką į vertę, atitinkančią virpesių periodą. Savarankiškai-subalansuotoms sistemoms sumažinus proporcingą stiprinimą vienu-trečdaliu pašalinami -ne-faziniai svyravimai, nors uždarojo-ciklo veikimas gali šiek tiek pablogėti. Tačiau integratorių sistemose sumažinus proporcingą stiprinimą, gali atsirasti sunkesnių, žemesnio -dažnio-ne-fazių virpesių.
III. Ne-tolygus svyravimas
Esant ne-tolygiems virpesiams, proceso kintamasis ir valdiklio išvestis atitinkamai rodo kvadratinę ir pjūklo bangą. Šio tipo svyravimus dažnai sukelia valdymo vožtuvo netiesiškumas.
Sprendimas:Norint išspręsti ne{0}}tolygius svyravimus, paprastai reikia sureguliuoti valdymo vožtuvą, įskaitant tepimą, atlaisvinti sandariklį, ištiesinti vožtuvo kotą, sureguliuoti rankinius vožtuvus arba aplinkkelį, reguliuoti padėties reguliatoriaus parametrus ir pakeisti vožtuvą. Tokiais atvejais PID parametrų derinimas dažnai yra bergždžias ir gali sukelti abejonių dėl derinimo metodo pagrįstumo.
IV. Išvada ir rekomendacijos
Spręsdami PID automatinio valdymo kilpų virpesių problemas, pirmiausia turėtume apsvarstyti galimybę sumažinti proporcingą stiprinimą, nes tai yra tinkamiausias būdas išspręsti tiek -fazės, tiek -iš{2}}fazės virpesius. Savaiminio-balansavimo sistemoms PI valdymas yra paprastas, efektyvus, tvirtas ir plačiai taikomas; Tai puikus pasirinkimas, kai didžiausias našumas nėra prioritetas. Savaiminio-balansavimo sistemose, kuriose didžiausias našumas nėra prioritetas, PI valdymas yra paprastas, efektyvus, tvirtas ir plačiai taikomas. Dėl šios priežasties PI valdymas taip plačiai naudojamas pramonėje. Galutinis PI valdiklio veikimas priklauso nuo turimos valdomo objekto modelio informacijos. Siekdami dar labiau viršyti maksimalų uždarojo ciklo našumą, inžinieriai dažnai tobulina sistemos architektūrą,{11}}pavyzdžiui, įdiegdami pakopinį persiuntimą ar net atnaujindami įrangą. Akademiniu požiūriu mokslininkai dažnai tobulina PID algoritmus, kompensuodami aparatūros apribojimus geresniais algoritmais. Realioje gamyboje tokie reikalavimai retai sutinkami; dažniau kreipiamas dėmesys į svyravimus, atsiradusius dėl nepagrįstų parametrų ir nepakankamo trikdžių atmetimo. Plačiai paplitęs vienos{15}kilpos valdymas lauke taip pat rodo, kad automatizavimo srityje dar yra daug kur tobulėti! Nesvarbu, ar tai susiję su vienos{16}kilpos veikimu, vožtuvo padėties ir nustatytosios vertės lankstumo panaudojimu, ar kelių kintamųjų derinimo ir apribojimų optimizavimu, PID derinimas yra tik dalis darbo. Siekiant toliau didinti saugą ir efektyvumą, procesų valdymas turėtų daugiau dėmesio skirti šioms sritims.
Proceso valdymo srityje sunku gauti tikslius modelius, o grynas atsilikimas yra dažnas reiškinys. Gali būti, kad dėl šios priežasties, nepaisant nuolat atsirandančių naujų algoritmų, PID išlieka vis{1}}populiarus valdant procesus. PID, kartu su grįžtamuoju ryšiu, yra išskirtinai galingas! Kai tai atpažįstama, konkretus derinimo metodas tampa mažiau svarbus; Kur kas svarbiau suprasti ribas, turinčias įtakos uždarojo ciklo našumui{3}} ir PID galimybėms.