Is cuid ríthábhachtach d'aon chóras rialaithe rialtóir pid. Úsáideann tú é chun an próiseas a choinneáil gar do do phointe socraithe tríd an earráid idir an rud atá uait agus an rud a tharlaíonn i ndáiríre a laghdú. Nuair a shocraíonn tú sprioc, déanann an rialtóir an rialú a choigeartú chun an próiseas a threorú. Braitheann tionscail ar rialtóirí pid le haghaidh tascanna cosúil le rialú teochta, gluaiseachta agus sreafa. Go deimhin, úsáideann thart ar 95% d'uathoibriú tionsclaíoch pid. Shroich an margadh domhanda do rialtóirí pid $2.3 billiún in 2023, agus táthar ag súil le fás láidir. Feiceann tú pid i ngach rud ó rialtóir mótair dc go rialtóirí mótair DC scuabtha casta. Cuidíonn modh Ziegler-Nichols leat an rialtóir a choigeartú chun na torthaí is fearr a fháil, mar a thaispeántar sa tábla thíos.
Cineál Rialaithe | Gnóthachan Comhréireach (P) | Am Iomlán (Ti) | Am Díorthach (Td) |
|---|---|---|---|
P | 0.5 × Kc | N / A | N / A |
PI | 0.45 × Kc | Ríomhaire / 1.2 | N / A |
PID | 0.60 × Kc | 0.5 × ríomhaire | Ríomhaire / 8 |
Príomh-Bháicíní Beo
Cuidíonn rialtóirí PID le rudaí a choinneáil cobhsaí. Déanann siad é seo tríd an mbearna idir an rud atá uait agus an rud a fhaigheann tú a laghdú. Úsáideann siad trí ghníomh: comhréireach, comhtháite, agus díorthach.
Tá a jab féin ag gach cuid PID. Gníomhaíonn comhréireach go tapa nuair a bhíonn earráid ann. Deisíonn comhtháite earráidí a mhaireann i bhfad. Buille faoi thuairim díorthach cad a tharlóidh ina dhiaidh sin chun stop a chur le dul rófhada.
Tá cineálacha éagsúla rialtóirí PID ann le haghaidh poist éagsúla. Tá cuid acu simplí, cosúil le rialtóirí P. Láimhseálann rialtóirí PID iomlána tascanna níos deacra. Tugann cineálacha ardleibhéil rialú níos fearr fós nuair a athraíonn rudaí.
Úsáidtear rialtóirí PID i mórán áiteanna. Tá siad i monarchana, i róbait, agus i gcórais chumhachta. Úsáideann daoine iad mar go bhfuil siad iontaofa agus éasca le coigeartú. Oibríonn siad go maith freisin nuair a athraíonn rudaí.
Chun na torthaí is fearr a fháil, déan socruithe PID a choigeartú go cúramach. Athraigh socrú amháin ag an am. Féach ar an gcaoi a n-oibríonn an córas. Bain úsáid as uirlisí nó modhanna cosúil le Ziegler-Nichols chun cabhrú leat.
Bunúsacha Rialaitheora PID
Sainmhíniú
Is uirlis é rialtóir pid a chabhraíonn le rudaí a choinneáil cobhsaí. Seiceálann sé an difríocht idir an méid atá uait agus an méid atá agat. Ansin, athraíonn sé an rialú chun an difríocht seo a dhéanamh níos lú. Úsáideann tú é nuair is mian leat go gcoinneodh meaisín luas nó teocht áirithe. Úsáideann an rialtóir trí ghníomh: comhréireach, comhtháite, agus díorthach.
Oibríonn rialtóir pid i lúb aiseolais. Tomhaiseann sé an t-aschur agus déanann sé comparáid idir é agus an pointe socraithe. Ansin, athraíonn sé an t-ionchur chun teacht níos gaire don sprioc. Tarlaíonn sé seo arís agus arís eile. Cuidíonn sé leis an gcóras fanacht seasta agus oibriú go maith.
Tá rialtóirí pid tástáilte ag taighdeoirí i mórán cásanna fíor. Mar shampla:
Chruthaigh innealtóirí bealach nua chun a sheiceáil an bhfuil rialtóir pid iontaofa. D’fhéach siad ar an gcaoi a n-oibríonn sé le himeacht ama, fiú nuair a d’athraigh rudaí.
I dtástáil amháin, rith rialtóir pid córas hiodrálach in eitleán. Lean sé ag obair go maith, fiú agus codanna ag dul in aois.
I dtástáil eile, baineadh úsáid as rialtóir pid chun brú agus sreabhadh a choinneáil seasta le linn marú tobair. Léirigh sé go raibh an rialtóir in ann déileáil le poist chrua agus athraitheacha.
Léiríonn na staidéir seo gur féidir leat muinín a bheith agat as rialtóir pid i go leor córas rialaithe. Oibríonn sé fiú i bpoist thábhachtacha agus dheacra.
Cuspóir
Úsáideann tú rialtóir pid chun próiseas a choinneáil gar do do sprioc. Oibríonn sé fiú nuair a athraíonn rudaí timpeall air. Is é an phríomhobair an earráid idir an pointe socraithe agus an luach fíor a dhéanamh chomh beag agus is féidir. Déanann an rialtóir é seo tríd an gcomhartha rialaithe a athrú ar bhealach cliste. Úsáideann sé na trí ghníomh atá ionsuite ina dhearadh.
Tá rialtóirí pid coitianta mar go n-oibríonn siad in go leor áiteanna agus go bhfuil siad éasca le húsáid. Ní gá duit gach mionsonra faoin gcóras a bheith ar eolas agat. Ní gá ach an t-aschur a thomhas agus an earráid a aimsiú. Déanann an rialtóir an chuid eile. Fágann sé seo gur rogha iontach iad rialtóirí pid sa tionscal, san eolaíocht, agus i réimsí nua cosúil le nanateicneolaíocht.
Deir an t-alt i LabVIEW ó NI go gcoinníonn rialtóir pid rudaí seasta. Seiceálann sé an t-aschur i gcónaí, aimsíonn sé an earráid, agus déanann sé athruithe tapa. Oibríonn an bealach simplí seo i go leor córas rialaithe, ó mhonarchana go saotharlanna.
Léiríonn staidéir go n-úsáidtear rialtóirí pid i níos mó ná 90% de lúb rialaithe tionsclaíocha. Cuidíonn siad le fadhbanna cosúil le moilleanna, athruithe tobann, agus teorainneacha trealaimh. Fuair taighdeoirí amach go gcabhraíonn na trí chuid den rialtóir pid leis an gcóras freagairt go tapa agus fanacht seasta. I staidéar amháin, mhínigh rialtóirí pid formhór na n-athruithe ar an gcaoi a n-oiriúnaíonn daoine agus meaisíní. Léiríonn sé seo cé chomh húsáideach is atá siad.
Is féidir leat rialtóirí pid a fheiceáil i go leor áiteanna:
An teocht a choinneáil seasmhach in imoibritheoir ceimiceach
Luas mótair i róbat a rialú
Bainistiú sreabhadh leachtanna i monarcha
Tugann rialtóir pid bealach simplí ach láidir duit chun córas rialaithe a dhearadh. Oibríonn sé go maith, fiú nuair a bhíonn rudaí deacair. Is féidir leat an rialtóir a choigeartú chun freastal ar do chuid riachtanas. Fágann sé seo go bhfuil sé oiriúnach do go leor dearaí.
Buntáistí Rialaitheora PID | Tuairisc |
|---|---|
Feidhmíocht Láidir | Déileálann go maith le hathruithe agus fadhbanna |
Dearadh Simplí | Éasca le socrú agus le húsáid i go leor córas |
Iarratas Leathan | Oibríonn sé sa tionscal, san eolaíocht agus sa teicneolaíocht |
Rialú Iontaofa | Cruthaithe i dtástálacha agus sa saol fíor |
Conas a Oibríonn PID
Lúb Aiseolais
Úsáideann tú lúb aiseolais chun rialtóir pid a chur ag obair. I gcóras lúb dúnta, seiceálann an rialtóir an próiseas i gcónaí. Déanann sé comparáid idir an t-aschur agus an pointe socraithe. Mura n-oireann an t-aschur don phointe socraithe, úsáideann an rialtóir an algartam pid chun an comhartha rialaithe a athrú. Coinníonn sé seo an próiseas gar do do sprioc.
Tá trí phríomhchéim i lúb aiseolais:
Tomhais aschur an phróisis.
Déan comparáid idir an t-aschur agus an pointe socraithe.
Bain úsáid as an algartam pid chun an comhartha rialaithe a choigeartú.
Mínítear i ndoiciméad teicniúil go n-oibríonn córas lúb dúnta tríd an aschur a chur i gcomparáid leis an bpointe socraithe i gcónaí. Úsáideann an rialtóir pid aiseolas chun athruithe a dhéanamh. Úsáideann an rialtóir gníomhartha comhréireacha, comhtháite agus díorthacha chun fachtóirí ceartúcháin a chruthú. Is féidir leat é seo a fheiceáil i léaráidí bloc agus i samplaí fíorshaoil, cosúil le rialtóir mótair dc.
Cuidíonn an lúb aiseolais leat an próiseas a choinneáil cobhsaí. Déanann an rialtóir oiriúnú do na hathruithe. Má théann an próiseas ar seachrán, tugann an algartam pid ar ais é. Fágann sé seo gur cuid lárnach d'aon chóras rialaithe é an rialtóir pid. Faightear lúba aiseolais i go leor áiteanna, amhail rialtóir mótair dc nó córas rialaithe teochta.
Earráid á Ríomh
Ní mór duit an earráid a bheith ar eolas agat chun rialtóir pid a úsáid. Is é an difríocht idir an pointe socraithe agus aschur an phróisis an earráid. Úsáideann an algartam pid an earráid seo chun cinneadh a dhéanamh conas an comhartha rialaithe a athrú.
Ríomhann an algartam pid an earráid mar seo a leanas:
error = set point - process outputÚsáideann an rialtóir trí théarma ansin:
Comhréireach: imoibríonn sé don earráid reatha.
Comhtháite: suimíonn sé earráidí san am atá thart.
Díorthach: réamhaisnéisíonn sé earráidí amach anseo.
An algartam pid comhcheanglaíonn sé na trí théarma seo chun an comhartha rialaithe a chruthú. Léiríonn taighde acadúil go n-oibríonn an tsamhail seo go maith. Is féidir leat modhanna tiúnála, cosúil le modh Ziegler-Nichols, a úsáid chun na luachanna is fearr a shocrú do gach téarma. Úsáideann na modhanna seo iompar an phróisis chun cabhrú leat an rialtóir a thiúnadh.
Is féidir leat muinín a bheith agat as an algartam pid mar tá sé tástáilte ag saineolaithe i go leor córas. Tá an tsamhail ríofa earráide simplí ach cumhachtach. Úsáideann tú í i ngach rialtóir pid, ó rialtóir mótair dc go gléasra próisis casta.
Úsáideann rialtóir mótair dc an algartam pid chun luas an mhótair a choinneáil ag an bpointe socraithe. Seiceálann an rialtóir aschur an phróisis, aimsíonn sé an earráid, agus athraíonn sé an comhartha rialaithe. Coinníonn sé seo an próiseas cobhsaí agus an t-aschur gar do do sprioc.
Comhpháirteanna PID
Téarma Comhréireach
Is é an téarma comhréireach an chéad chuid de rialtóir pid. Freagraíonn sé láithreach don earráid idir do phointe socraithe agus aschur an phróisis. Déanann an rialtóir an earráid seo a iolrú faoi uimhir ar a dtugtar an gnóthachan comhréireach. Má dhéanann tú an gnóthachan seo níos mó, gníomhaíonn an rialtóir níos tapúla. Bogann an próiseas go tapa i dtreo do sprice. Ach má tá an gnóthachan ró-ard, is féidir leis an bpróiseas a bheith éagobhsaí. D’fhéadfadh sé tosú ag luascadh ar ais agus aniar. Cuidíonn an téarma comhréireach le hearráid stáit chobhsaí a ísliú, ach ní féidir leis fáil réidh léi go léir. Mar shampla, i dtéitheoir uisce, gníomhaíonn an téarma seo go tapa nuair a thiteann an teocht. Mar sin féin, b’fhéidir nach dtabharfaidh sé an teas go díreach chuig an bpointe socraithe.
Leid: Athraigh an gnóthachan comhréireach go mall. Má dhéantar an iomarca den ghnóthachan, is féidir leis an bpróiseas luascadh nó éirí éagobhsaí.
Téarma Comhtháite
Breathnaíonn an téarma comhtháite ar na hearráidí go léir san am atá thart. Cuireann sé an earráid le chéile le himeacht ama. Cuidíonn sé seo le hearráid staid chobhsaí a bhaint. Má fhanann aschur an phróisis faoi bhun an phointe socraithe, leanann an téarma comhtháite ag cur níos mó brú ar an rialtóir gníomhú. Déanann sé seo go dtí go n-oireann an t-aschur don sprioc. Fágann sé seo go bhfuil an rialtóir pid oiriúnach do phoist a dteastaíonn rialú cruinn uathu. Léiríonn tástálacha go gcabhraíonn ardú an ghnóthachain chomhtháite leis an bpróiseas an pointe socraithe a bhaint amach. Laghdaíonn sé earráid staid chobhsaí freisin. Ach is féidir le barraíocht gnímh chomhtháite an próiseas a ró-ardú nó a chur faoi éagobhsaíocht. Tugtar foirceannadh comhtháite ar an bhfadhb seo. Is féidir leat cleasa frith-fhoirceannadh comhtháite a úsáid chun cosc a chur air seo tarlú.
Téarma PID | Príomhéifeacht | Riosca má tá sé ró-ard |
|---|---|---|
Comhréireach | Freagairt thapa, laghdaíonn sé earráid | Luascadh, éagobhsaíocht |
Integral | Baintear earráid staid chobhsaí | Ró-lámhach, foirceannadh |
Díorthach | Maolaíonn sé luaineachtaí, réamhaisnéisíonn sé earráid | Aimpliú torainn |
Téarma Díorthach
Déanann an téarma díorthach iarracht buille faoi thuairim a thabhairt faoi conas a athróidh an earráid ina dhiaidh sin. Breathnaíonn sé ar cé chomh tapa agus atá an earráid ag athrú. Nuair a úsáideann tú an gníomh díorthach, moillíonn an rialtóir de réir mar a thagann sé gar don phointe socraithe. Cuidíonn sé seo le ró-luasghéarú a stopadh agus déanann sé an próiseas níos lú creathach. Déanann an téarma díorthach an rialtóir pid níos cobhsaí, go háirithe nuair a athraíonn rudaí go tapa. Ach is féidir leis an téarma seo torann sa phróiseas a dhéanamh níos mó freisin. Ba chóir duit scagairí a úsáid nó é a choigeartú go cúramach. Má shocraíonn tú an t-am díorthach díreach i gceart, is féidir leat gnóthachan níos comhréire a úsáid agus rudaí a choinneáil cobhsaí fós.
Nóta: Is féidir leis an téarma díorthach an torann a dhéanamh níos measa. Bain úsáid as scagairí chun cabhrú le do rialtóir fanacht seasta.
Teastaíonn na trí théarma san algartam pid uait chun na torthaí is fearr a fháil. Feidhmíonn an téarma comhréireach go tapa, baintear earráid staide seasta leis an téarma comhtháite, agus cuireann an téarma díorthach cobhsaíocht leis. Nuair a dhéanann tú na téarmaí seo a choigeartú, cabhraíonn tú leis an rialtóir aschur an phróisis a choinneáil gar do do phointe socraithe, fiú má athraíonn rudaí.
Cineálacha Rialaitheoirí PID
Tá bealaí éagsúla ann chun rialtóir pid a úsáid. Oibríonn gach cineál is fearr le haghaidh poist áirithe. Is féidir leat an ceann ceart a roghnú má tá a fhios agat conas a oibríonn gach ceann acu.
Rialaitheoir P
Ní úsáideann rialtóir AP ach an chuid chomhréireach. Tá sé go maith do chórais shimplí. Athraíonn an rialtóir a aschur nuair a fheiceann sé earráid. Más mian leat go n-imoibríonn sé níos tapúla, is féidir leat an gnóthachan a dhéanamh níos mó. I ngléasra ceimiceach, choinnigh rialtóir P teocht an imoibritheora seasta. Rinne sé seo an táirge níos fearr agus shábháil sé fuinneamh. I scaglann ola, chabhraigh rialtóir P le brú a rialú agus níos mó táirge a dhéanamh. Tá an cineál seo simplí, ach d'fhéadfá earráid stáit sheasta a fheiceáil fós. Caithfidh tú an gnóthachan a choigeartú go cúramach. Is féidir le barraíocht gnóthachain rudaí a dhéanamh éagobhsaí.
Éasca le húsáid agus curtha ar bun
Is fearr do chórais nach bhfuil casta
B’fhéidir go mbeidh ort é a choigeartú chun earráid staid chobhsaí a shocrú
Rialaitheoir PI
Cuireann rialtóir PI an chuid chomhtháite leis. Cuidíonn sé seo le hearráid stáit chobhsaí a bhaint. Úsáideann tú é nuair is mian leat luas agus cruinneas. Léiríonn staidéir go dtugann rialtóirí PI freagairt thapa agus earráid íseal. Ach d’fhéadfá roinnt ró-luasghrádaithe a fheiceáil. I dtiomántáin mótair DC, is coitianta rialtóirí PI. Tá siad láidir agus éasca le coigeartú. Is féidir leat samhlacha simplí a úsáid chun iad a shocrú. Más gá duit rialú níos fearr fós, is féidir leat rialtóir pid iomlán a thriail.
Leid: Tá rialtóirí PI maith don chuid is mó de na poist monarchan. Is féidir leat iad a choigeartú le haghaidh luas agus cruinneas araon.
Rialaitheoir PD
Úsáideann rialtóir PD na codanna comhréireacha agus díorthacha. Cuidíonn sé seo leat athruithe a thomhas agus ró-luasghéarú a stopadh. Úsáidtear rialtóirí PD i gcórais a bhfuil gá le gníomh tapa agus moill bheag. Mar shampla, i dtiontaire buic DC-DC, choinnigh rialtóir PD voltas seasta le linn athruithe tobann. I satailítí, cuidíonn rialtóirí PD le gluaiseachtaí tapa agus láimhseálann siad fadhbanna. Faigheann tú cobhsaíocht níos fearr, ach is féidir earráid staid sheasta tarlú fós.
Rialaitheoir PID Iomlán
A rialtóir pid iomlán úsáideann sé na trí chuid. Tugann sé seo an meascán is fearr de luas, cruinneas agus cobhsaíocht duit. Úsáideann tú é seo le haghaidh poist dheacra nó thábhachtacha. In imoibritheoirí eisiteirmeacha, coinníonn rialtóir pid iomlán an teocht sábháilte agus stopann sé droch-imoibrithe. Ní mór duit do phróiseas a bheith ar eolas agat chun é a choigeartú go maith. Is féidir leat tástálacha nó samhlacha ríomhaire a úsáid chun cabhrú leis é a choigeartú. Cuidíonn coigeartú ardleibhéil leat déileáil le cineálacha éagsúla próiseas agus déanann sé an rialtóir níos láidre.
Úsáidtear rialtóirí pid iomlána i go leor áiteanna, cosúil le monarchana agus róbónna.
Is féidir leat tiúnáil speisialta a úsáid le haghaidh próiseas a bhfuil moilleanna orthu nó a athraíonn go mór.
Is féidir leat an rialtóir a thástáil trí athruithe beaga a dhéanamh agus breathnú ar a tharlaíonn.
Cineálacha Ardleibhéil
Bíonn cineálacha rialaithe ardleibhéil ag teastáil ó roinnt córas. Ligeann rialtóirí pid easghluaiseacha do rialtóir amháin rialtóir eile a bhainistiú. Feiceann tú é seo i malartóirí teasa gaile. Coinníonn rialtóir amháin brú seasta, agus rialaíonn ceann eile teocht. Ligeann rialú beathaithe ar aghaidh duit gníomhú sula dtarlaíonn fadhb. Athraíonn sceidealú gnóthachain socruithe de réir mar a athraíonn an próiseas. I ngléasraí cumhachta, is féidir leat pid a mheascadh le rialú réamhinsinteach samhail le haghaidh torthaí níos fearr. Úsáideann rialtóirí pid digiteacha ríomhairí chun an algartam a rith. Fágann sé seo go bhfuil sé éasca gnéithe nua a athrú agus a chur leis.
Cineál PID Ardleibhéil | Cá nÚsáideann Tú É | Sochar |
|---|---|---|
Rialú Cascáidigh | Róbataic, rialú próisis | Cruinneas agus cobhsaíocht níos fearr |
Rialú Aisghabhála | Teocht, rialú gluaisne | Freagairt níos tapúla ar athruithe |
Sceidealú Gnóthachain | Próisis neamhlíneacha | Oiriúnaíonn sé do choinníollacha atá ag athrú |
Rialú Réamhinsinteach Múnla | Giniúint cumhachta, tionscal | Réamhaisnéisíonn agus cuireann cosc ar earráidí |
Nóta: Roghnaigh an cineál rialaithe ceart trí fhéachaint ar riachtanais do phróisis agus ar do spriocanna.
Feidhmchláir PID
Úsáid Tionsclaíoch
Úsáidtear rialtóirí pid i mbeagnach gach post monarchan. Úsáideann níos mó ná 90% de rialtóirí tionsclaíocha rialú pid nó PI. Úsáideann tú pid chun teocht, brú, sreabhadh agus leibhéal a bhainistiú i ngléasraí ceimiceacha agus i scaglanna. Cuidíonn an córas aiseolais le rudaí a choinneáil cobhsaí agus ag obair go maith. I monarchana, cabhraíonn lúba pid leat do sprioc a bhaint amach go tapa agus earráidí a choinneáil beag. Is féidir leat a sheiceáil cé chomh maith agus a oibríonn do pid trí fhéachaint ar am ardú, am socraithe agus scór oiriúnachta.
méadrach | Tuairisc |
|---|---|
Am Rise | Cá fhad a thógann sé chun an pointe socraithe a bhaint amach. |
Am Socraithe | Cé chomh fada a thógann sé fanacht ag an bpointe socraithe. |
Earráid Stáit Seasta | An difríocht idir an pointe socraithe agus an luach deiridh. |
Scór Cothabhála | Insíonn sé duit an gá duit an rialtóir a dheisiú nó a athrú. |
Scór Oiriúnachta | Taispeánann sé cé chomh maith agus a choinníonn an tiúnadh pid rudaí seasta agus tapa. |
Tá rialtóirí pid maith mar is féidir leat iad a athrú le haghaidh jabanna éagsúla. Ní gá duit gach mionsonra faoin gcóras a bheith ar eolas agat. Fágann sé sin gur rogha iontach é pid le haghaidh go leor úsáidí.
Róbataic agus Uathoibriú
Tá rialtóirí pid tábhachtach i róbait agus i meaisíní. Úsáideann tú pid chun rialú a dhéanamh ar cé chomh tapa agus cá háit a mbogann mótair DC, airm róbait, agus meaisíní CNC. I ngach post, cuidíonn aiseolas pid leis an róbat bogadh go réidh agus fanacht ar an mbóthar ceart. Mar shampla, is féidir le pid lámh róbait a choinneáil ag an uillinn cheart nó cabhrú le drón eitilt ar luas seasta.
Léiríonn staidéir go gcabhraíonn rialtóirí pid le róbónna cosáin a leanúint níos fearr agus an iomarca gluaiseachta thar an sprioc a stopadh. Is féidir leat an rialtóir a choigeartú chun é a dhéanamh níos tapúla agus níos lú crith. I dtástálacha fíor, d'oibrigh rialtóirí pid níos fearr ná bealaí eile maidir le luas agus cruinneas. Tá pid éasca le húsáid le micrialaitheoirí freisin, ionas gur féidir leat róbónna agus meaisíní a thógáil le níos lú oibre.
Leid: Is féidir leat pid a úsáid i róbait shimplí nó ardleibhéil. Athraíonn an rialtóir de réir mar a athraíonn an t-ualach nó an post, mar sin oibríonn sé le haghaidh go leor tascanna.
Cumhacht agus Fuinneamh
Cuidíonn rialtóirí pid le fuinneamh a shábháil agus córais chumhachta a fheabhsú. Úsáideann tú pid le haghaidh teochta in aonaid aeir, brú i gcórais aeir, agus minicíochta i micreaghreillí. I ngach post, coinníonn pid rudaí seasta agus úsáideann sé níos lú fuinnimh.
Léirigh staidéar i monarcha leighis gur shábháil coigeartú pid don teocht 23.35% den chumhacht. Shroich an próiseas an sprioc níos tapúla agus úsáideadh níos lú fuinnimh. I gcórais aeir, choinnigh pid an brú gar don sprioc agus shábháil sé fuinneamh. Is bealach maith é pid chun úsáid fuinnimh a thomhas i go leor post cumhachta.
Tugann rialtóirí pid bealach éasca duit chun luas, teocht agus cobhsaíocht a rialú. Is féidir leat muinín a bheith agat as pid chun cabhrú leat i go leor post tábhachtach.
Rialaitheoirí Mótair DC Scuabtha
Forbhreathnú ar Rialaitheoir Mótair DC
Cabhraíonn rialtóir mótair dc leat mótar dc scuabtha a rith. Is féidir leat é a úsáid chun an mótar a thosú nó a stopadh. Ligeann sé duit an treo a rothlaíonn an mótar a athrú. Is féidir leat an mótar a dhéanamh níos tapúla nó níos moille freisin. Athraíonn an rialtóir luas agus neart an mhótair. Úsáideann formhór na rialtóirí modhnú leithead cuisle (PWM) chun an chumhacht a rialú. Seasann PWM do mhodhnú leithead cuisle. Trí athrú a dhéanamh ar an PWM, is féidir leat an mótar a rothlú ag luasanna éagsúla. Coinníonn an rialtóir an mótar sábháilte freisin ó bheith ró-the nó ó bhriseadh.
Tá codanna tábhachtacha i rialtóir mótair scuabtha dc. Is iad seo an státair, an rótar, agus an cómhalartán. Úsáideann an rialtóir ciorcad droichead-H le lasca cumhachta ar a dtugtar MOSFETanna. Cuidíonn sé seo leis an sruth sreabhadh ar an mbealach ceart tríd an mótar. Feiceann tú na rialtóirí seo i róbait, printéirí, agus meaisíní CNC. Oibríonn siad le comharthaí analógacha agus digiteacha araon. Úsáideann rialtóir digiteach micririaltóirí chun modhanna rialaithe cliste cosúil le pid a rith.
Gné | Tuairisc |
|---|---|
Feidhmeanna | Tosaigh/stad, treo, luas, chasmhóimint, cosaint |
Rialachán Cumhachta | Líneach nó lasctha (pwm) |
Cineálacha Rialaithe | Lúb oscailte nó lúb dúnta (le pid) |
Eilimintí Ciorcaid | Droichead-H, MOSFETanna, braiteoirí |
Iarratais | Róbataic, CNC, printéirí, feithiclí leictreacha |
Modhanna Rialaithe
Is féidir leat bealaí éagsúla a úsáid chun mótar scuabtha dc a rialú. Is é an bealach is coitianta ná modhnú leithead cuisle (PWM). Seolann an rialtóir comhartha PWM chuig an mótar. Athraíonn sé seo an voltas meánach agus rialaíonn sé cé chomh tapa agus a rothlaíonn sé. Tugann modhnú leithead cuisle dea-rialú duit agus sábhálann sé fuinneamh. Is féidir leat rialú lúb oscailte a úsáid. Ar an mbealach seo, ní dhéanann an rialtóir fíorluas an mhótair a sheiceáil. Chun rialú níos fearr a fháil, úsáideann tú rialú lúb dúnta le pid. Seiceálann an rialtóir pid an luas, déanann sé comparáid idir é agus do sprioc, agus athraíonn sé an PWM chun an luas a choinneáil seasta.
Tá pid an-tábhachtach i rialtóirí mótair dc scuabtha. Úsáidtear pid chun an earráid a laghdú agus an luas a choinneáil seasta. Léiríonn staidéir go ndéanann tiúnadh pid le modhanna cliste, amhail uasmhéadú scime cáithníní, an lúb luais níos cobhsaí agus go laghdaíonn sé earráid staid sheasta. Léiríonn tástálacha MATLAB go n-oibríonn rialtóirí pid níos fearr ná rialtóirí loighce doiléire le haghaidh rialú luais. Is féidir leat anailís sraitheanna ama a úsáid freisin chun socruithe pid a athrú de réir mar a théann an mótar in aois nó de réir mar a athraíonn rudaí. Déanann sé seo do rialtóir níos láidre.
Nuair a fhéachann tú ar rialtóirí mótair dc scuabtha agus rialtóirí mótair dc gan scuab, feiceann tú difríochtaí móra:
Gné | Brushed DC Motor Control | Rialú Mótair DC Gan Scuab |
|---|---|---|
iomalairt | Meicniúil (scuaba, cómhalartán) | Leictreonach (leictreonaic rialaithe gníomhach) |
Leictreonaic tiomáint | Droichead H simplí le pwm | Droichead trí chéim, comhlaitéireacht ardleibhéil |
aiseolas | Ní gá | Riachtanach (braiteoirí halla nó EMF cúil) |
Castacht Rialaithe | Íseal | Ard (micrea-rialaitheoir nó DSP ag teastáil) |
Cothabháil | Caitheann scuaba amach | Níos lú caitheamh, níos lú cothabhála |
Feidhmíochta | Níos mó torainn, éifeachtúlacht níos ísle | Níos ciúine, éifeachtúlacht níos airde |
Roghnaíonn tú rialtóirí mótair DC scuabtha le haghaidh poist éasca agus saora. Úsáideann tú rialtóirí mótair DC gan scuabtha nuair is mian leat mótair chiúine, éifeachtúla agus ísealchothabhála. Úsáideann an dá chineál PWM agus PID, ach tá an rialú agus an socrú difriúil. Leis an rialtóir agus an tiúnadh ceart, is féidir leat luas agus neart do mhótair DC scuabtha a rialú go han-mhaith.
Cur i bhFeidhm sa Saol Réadach
Leideanna Praiticiúla
Is féidir leat torthaí maithe a fháil le rialtóirí pid má leanann tú céimeanna a oibríonn. Ar dtús, foghlaim faoi do chóras. Déan tástáil lúb oscailte. Athraigh aschur an rialtóra beagán agus féach cad a tharlaíonn. Féach cé chomh fada a thógann sé ar an bpróiseas imoibriú. Scríobh síos an t-am marbh agus cé chomh tapa agus a athraíonn rudaí. Bain úsáid as na huimhreacha seo chun do shocruithe pid a dhéanamh amach. Tugann modh Ziegler-Nichols luachanna tosaigh duit. Athraigh socrú amháin ag an am. Féach ar an gcaoi a n-oibríonn an córas. Déan athruithe beaga agus seiceáil an bhfanann rudaí seasta.
Leid: Ná hathraigh ach socrú amháin ag an am. Ligeann sé seo duit a fheiceáil cad a dhéanann gach athrú.
Is féidir leat uirlisí speisialta a úsáid chun an rialtóir a choigeartú níos tapúla. Úsáideann na huirlisí seo rialacha nó samhlacha chun socruithe pid a roghnú. Chun na torthaí is fearr a fháil, bain úsáid as na huirlisí seo agus as do chuid eolais féin le chéile. Seiceáil do lúb rialaithe go minic. Cuardaigh patrúin nó athruithe tobann. Bain úsáid as cairteacha chun fadhbanna a aimsiú go luath.
Seo roinnt samplaí ón bhfíorshaol:
I róbait, cuidíonn rialtóirí pid le hairm agus greamaitheoirí a bhogadh go beacht. Is féidir leat rialú a dhéanamh ar an gcaoi a mbogann hailt agus a ndéanann siad gníomhartha arís.
I ngluaisteáin, coinníonn pid sábháilte thú. Úsáideann coscáin frithghlasála pid chun brú na gcoscán a athrú agus chun rothaí a chosc ó ghlasáil.
I monarchana, rialaíonn pid teocht, brú agus sreabhadh. Coinníonn sé seo táirgí mar a chéile agus sábháilte.
Dúshláin Choiteann
D’fhéadfadh fadhbanna a bheith agat agus rialtóirí pid á n-úsáid agat. Uaireanta, ní bhíonn dóthain eolais agat faoi do chóras. Is féidir leis seo an pid a chur ag obair go dona. Foghlaim i gcónaí faoi do chóras sula ndéanann tú tiúnáil. Is féidir le droch-thiúnú an córas a luascadh nó a mhaolú. Má fheiceann tú earráid staid chobhsaí, déan iarracht an gnóthachan comhtháite a ardú. Is féidir le barraíocht gnóthachain dhíorthaigh an torann a dhéanamh níos measa. Bain úsáid as scagairí chun cabhrú leis seo.
Dúshlán | Éifeacht | réiteach |
|---|---|---|
Droch-eolas ar phróiseas | Drochfheidhmíocht pid | Déan staidéar ar an bpróiseas |
Tiúnáil mhícheart | Luascadh, mall, nó rialú lasmuigh den sprioc | Athraigh gnóthachain pid, tiúnáil arís |
Neamhlíneachtaí | Rialú nach bhfuil seasta nó atá aisteach | Bain triail as rialú ardleibhéil |
Aimpliú torainn | Tá an t-aschur crith nó glórach | Úsáid scagairí, ísligh an díorthach |
Is féidir leat an chuid is mó de na fadhbanna a réiteach trí do shonraí a sheiceáil agus na gnóthachain pid a choigeartú. Bain úsáid as uirlisí chun a fháil amach cad atá cearr. Coinnigh suas leis an gcothabháil agus an oiliúint chun botúin a sheachaint. Sa saol fíor, féadfaidh tú córais a fheiceáil a athraíonn nó a ghníomhaíonn ar bhealaí nua. Is féidir le rialú pid oiriúnaitheach nó rialú tuartha samhail cabhrú leis na cásanna seo.
Nóta: Oibríonn rialtóirí pid ar a mbealach is fearr nuair a dhéantar iad a choigeartú go cúramach, iad a sheiceáil go minic, agus eolas maith a bheith agat ar do chóras.
Buntáistí agus míbhuntáistí
Sochair
Tugann rialtóirí go leor rudaí maithe duit i do chóras. Cabhraíonn siad leat do sprioc a bhaint amach níos tapúla. Coinníonn siad do phróiseas seasta agus sábháilte. Seiceálann rialtóirí an t-aschur agus déanann siad athruithe láithreach. Cuidíonn sé seo le do chóras fanacht ar an mbóthar ceart, fiú má athraíonn rudaí. Ní gá duit gach mionsonra faoi do phróiseas a bheith ar eolas agat. Is féidir leat an rialtóir céanna a úsáid le haghaidh poist éagsúla. Sábhálann sé seo am agus obair duit.
Seo a leanas roinnt de na príomhbhuntáistí:
Gheobhaidh tú cruinneas níos fearr maidir le teocht, luas agus sreabhadh.
Éiríonn do phróiseas níos cobhsaí agus níos lú creathach.
Is féidir leat dearadh rialtóra amháin a úsáid i go leor córas.
Sábhálann tú am mar ní gá duit rialtóir nua do gach post.
Gheobhaidh tú torthaí maithe gan mórán oibre breise.
Leid: Trí do rialtán a choigeartú, cabhraíonn sé leat an cruinneas is fearr a fháil do do chóras.
Teorainneacha
Bíonn roinnt fadhbanna ag rialtóirí freisin ar cheart duit a bheith ar an eolas fúthu. Uaireanta, ní féidir le rialtóir gach fadhb a réiteach. Má athraíonn do phróiseas go mór, b’fhéidir go mbeidh ort na socruithe a athrú go minic. Is féidir le torann i do chóras a dhéanamh deacair a bheith cruinn. Caithfidh roinnt rialtóirí a bheith níos fearr nó d’fhéadfadh siad go mbeadh do chóras ag luascadh nó ag bogadh go mall.
Seiceáil an tábla seo le haghaidh fadhbanna coitianta:
Teorainn | Tionchar ar Dhearadh |
|---|---|
Riachtanas tiúnála | Tógann sé am é a chur ar bun |
Íogair do thorann | Is féidir cruinneas a ísliú |
Ní maith do gach córas | B’fhéidir nach n-oirfidh sé do gach dearadh |
Is féidir ró-lámhach a chur faoi deara | D’fhéadfadh sé dochar a dhéanamh do chruinneas |
Riachtanas seiceálacha rialta | Cuireann sé obair le do dhearadh |
Nóta: Déan tástáil ar do rialtóir i gcónaí i do chóras fíor. Cuidíonn sé seo leat a chinntiú go bhfaigheann tú an cruinneas agus an chobhsaíocht atá uait.
Roghanna eile seachas PID
Rialú Ar-Amach
Is féidir leat rialú ar siúl/as a úsáid nuair is gá duit bealach simplí chun próiseas a choinneáil gar do phointe socraithe. Casann an modh seo an t-aschur go hiomlán air nó as, cosúil le lasc solais. Mar shampla, úsáideann teirmeastat baile rialú ar siúl/as chun an téitheoir a chasadh air nuair a bhíonn an seomra fuar agus as nuair a bhíonn sé te go leor. Ní fhaigheann tú athruithe réidhe leis an modh seo. Is minic a luascann an próiseas os cionn agus faoi bhun an phointe socraithe.
Leid: Oibríonn rialú ar-as is fearr do chórais nach bhfuil cruinneas ard ag teastáil uathu.
Son:
Éasca a chur ar bun
Níl gá le tiúnáil
Saor
CONS:
Is cúis le luascadh
Ní maith le haghaidh rialú beacht
Loighic Fuzzy
Tugann rialú loighce doiléir bealach duit chun déileáil le córais atá deacair a shamhaltú. Úsáideann tú rialacha atá bunaithe ar smaointeoireacht dhaonna, ní hamháin ar mhatamaitic. Mar shampla, d'fhéadfá riail a shocrú mar, "Má tá an teocht beagán ard, ísligh an teas beagán." Oibríonn loighic doiléir go maith nuair nach féidir leat an próiseas a chur síos le cothromóidí simplí.
Gné | Rialú Lóigice Doiléir | Rialú PID |
|---|---|---|
Socrú | Rialacha úsáide | Úsáideann téarmaí matamaitice |
Solúbthacht | An-ard | Meánach |
Tiúnadh | Riachtanas ionchur saineolaithe | Úsáideann foirmlí |
Nóta: Is féidir le loighic doiléir torann agus athruithe a láimhseáil níos fearr ná PID i gcásanna áirithe.
Ard-rialú
Is féidir leat modhanna rialaithe ardleibhéil a úsáid le haghaidh córas casta. Áirítear leis seo Rialú Réamhinsinteach Múnla (MPC), rialú oiriúnaitheach, agus líonraí néaracha. Réamhaisnéisíonn MPC athruithe amach anseo agus déanann sé an comhartha rialaithe a choigeartú sula dtarlaíonn fadhbanna. Athraíonn rialú oiriúnaitheach a shocruithe de réir mar a athraíonn an córas. Foghlaimíonn líonraí néaracha ó shonraí agus feabhsaíonn siad le himeacht ama.
Example:
MPC controls a chemical plant by predicting how the process will react.
It adjusts the valves before the process drifts away from the setpoint.
Ba chóir duit rialú ardleibhéil a roghnú nuair is gá duit ardfheidhmíocht nó nuair a athraíonn do chóras go mór. Teastaíonn níos mó socraithe agus cumhachta ríomhaireachta leis na modhanna seo, ach is féidir leo torthaí níos fearr a thabhairt duit ná PID.
Tá rialtóirí PID an-tábhachtach i gcórais rialaithe. Gheobhaidh tú iad i monarchana, i róbait, i ngluaisteáin agus i ngléasraí cumhachta. Tá post ag gach cuid den rialtóir. Má tá a fhios agat conas a oibríonn siad, is féidir leat do rialtóir a fheabhsú. Léiríonn staidéir go gcabhraíonn rialtóirí PID le córais fanacht seasta agus níos lú fuinnimh a úsáid. Déanann siad rudaí ag obair níos tapúla freisin. Is féidir leat triail a bhaint as cinn eile. modhanna rialaithe, cosúil le loighic doiléir nó líonraí néaracha, chun a fheiceáil cad a oibríonn is fearr. Má dhéanann tú do rialtóir a choigeartú agus é a sheiceáil go minic, oibreoidh do chóras go maith.
Ceisteanna Coitianta
Cad dó a seasann PID?
Seasann PID do Chomhréireach, Iomlán, agus Díorthach. Úsáideann tú na trí théarma seo chun rialú a dhéanamh ar an gcaoi a n-imoibríonn córas le hearráidí. Cuidíonn gach cuid leat do phróiseas a choinneáil gar do do sprioc.
Conas rialtóir PID a choigeartú?
Is féidir leat rialtóir PID a choigeartú trí na luachanna P, I, agus D a athrú. Tosaigh le hathruithe beaga. Féach ar an gcaoi a n-imoibríonn do chóras. Bain úsáid as modhanna cosúil le Ziegler-Nichols mar phointe tosaigh maith.
Leid: Athraigh socrú amháin ag an am chun na torthaí is fearr a fháil.
Cá n-úsáideann tú rialtóirí PID?
Úsáidtear rialtóirí PID i mórán áiteanna. Gheobhaidh tú iad i monarchana, i róbait, i ngluaisteáin agus i ngléasraí cumhachta. Cuidíonn siad leat teocht, luas, brú agus sreabhadh a rialú.
Iarratais | Sampla |
|---|---|
Róbataic | Rialú luais an mhótair |
Tionscal | Rialú teochta |
Córais chumhachta | Rialú minicíochta |
Cén fáth a mbíonn luaineacht mar thoradh ar mo rialtóir PID?
D’fhéadfadh do rialtóir PID luaineacht a chur faoi deara má tá an gnóthachan ró-ard. Ba chóir duit an gnóthachan comhréireach nó comhtháite a ísliú. Seiceáil le haghaidh torainn i do chóras. Bain úsáid as scagairí más gá.
An féidir PID a úsáid le haghaidh córais neamhlíneacha?
Is féidir leat PID a úsáid le haghaidh roinnt córas neamhlíneacha, ach b'fhéidir nach n-oibreoidh sé go maith do gach ceann. I gcás córas casta, bain triail as modhanna rialaithe ardleibhéil cosúil le loighic doiléir nó rialú tuartha samhail.
