Tá an t-algartam rialaithe PID ar cheann de na halgartaim rialaithe is forleithne a úsáidtear faoi láthair. Tugann rialú PID buntáistí cosúil le paraiméadair inchoigeartaithe, raon leathan iarratas, agus cruinneas ard rialaithe. In innealtóireacht phraiticiúil, is féidir an algartam PID a chur i bhfeidhm ar réimsí éagsúla, lena n-áirítear rialú leictrimheicniúla, uathoibriú tionsclaíoch, róbataic, agus rialú micreaphróiseálaithe.
Is iad na trí pharaiméadar den algartam PID ná: an gnóthachan comhréireach Kp, an tairiseach ama dhílis Ti, agus an tairiseach ama díorthach Td. Tá paraiméadair éagsúla PID ag teastáil ó chórais éagsúla, agus de ghnáth faightear na paraiméadair optamacha trí thástáil agus dífhabhtú. Coigeartóidh an tairiseach comhréireach Kp an gnóthachan comhréireach, ag rialú cóimheas aschuir an chórais leis an earráid aiseolais le linn oibriú; coigeartóidh an tairiseach ama dhílis Ti an gnóthachan lárnach, ag rialú carnadh na n-earráidí le linn oibriú an chórais; agus déanann an tairiseach ama díorthaigh Td an gnóthachan díorthach a choigeartú, ag rialú ráta athraithe na n-earráidí sa chóras rialaithe.
Cad é an cur chuige chun an algartam PID a chur i bhfeidhm ar mhicririalaitheoir?
Chun algartam rialaithe PID a chur i bhfeidhm ar mhicririaltóir, is é seo a leanas an cur chuige ginearálta:
1. **Socraigh Paraiméadair PID**:
- Roghnaigh gnóthachan comhréireach cuí (Kp), am lárnach (Ti), agus am díorthaigh (Td) bunaithe ar shaintréithe agus riachtanais an réad rialaithe iarbhír.
2. **Fáil Sonraí Braiteoir**:
{{0} Úsáid braiteoirí cuí (amhail braiteoirí teochta, braiteoirí suímh, srl.) chun sonraí aiseolais fíor-ama a fháil ón réad rialaithe.
3. **Comparáid idir Pointe Socraithe agus Luachanna Aiseolais**:
- Cuir an pointe socraithe (luach inmhianaithe) i gcomparáid leis an luach aiseolais chun an earráid (Earráid) a ríomh.
4. **Ríomh PID**:
- Ríomh an athróg rialaithe (aschur) ag baint úsáide as an bhfoirmle algartam PID: PID=Kp * Earráid + Ki * ∫ Earráid dt + Kd * d(Earráid)/dt.
- Is paraiméadair PID iad Kp, Ki, agus Kd; Earráid is ea an luach earráide; ∫ Seasann earráid dt don bhuntéarma; agus seasann d(Earráid)/dt don téarma díorthach.
5. **Teorainn** (Roghnach):
- I gcás feidhmeanna áirithe, b'fhéidir go mbeadh sé riachtanach raon an luach aschuir a theorannú chun é a chosc ó raon inghlactha an réad rialaithe a shárú.
6. **Comhartha Rialaithe Aschuir**:
- Úsáidtear an athróg rialaithe ríofa mar chomhartha rialaithe agus seoltar chuig an actuator (cosúil le mótair nó comhla) chun an réad rialaithe a rialáil agus a rialú.
7. **Socraigh an Mhiníocht Rialaithe**:
- Socraigh minicíocht rialaithe chuí-timthriall feidhmithe an algartam rialaithe-bunaithe ar shainriachtanais an fheidhmchláir.
8. **Athraigh an Algartam PID**:
- I lúb fíor-ama, déan na céimeanna thuas arís agus arís eile chun monatóireacht leanúnach a dhéanamh ar an luach aiseolais, an athróg rialaithe a ríomh, agus an comhartha rialaithe a aschur chun rialú cobhsaí an chórais a bhaint amach.
I ríomhchlárú microcontroller iarbhír, is féidir leat uirlisí forbartha cuí agus teangacha ríomhchláraithe (cosúil le C nó teanga tionóil) a roghnú bunaithe ar an múnla sonrach microcontroller agus ardán forbartha. Ba chóir a thabhairt faoi deara, in iarratais phraiticiúla, go bhfuil go leor teicnící ann chun an algartam PID a bharrfheabhsú agus a fheabhsú, mar shampla scaradh lárnach agus PID oiriúnaitheach, ar féidir tuilleadh taighde a dhéanamh orthu agus iad a chur i bhfeidhm de réir riachtanais shonracha.
Prionsabail agus Oibriú Rialaitheoirí PID
Tá trí chomhpháirt i rialtóir PID: comhréireach (P), lárnach (I), agus díorthach (D). Gineann sé aschur rialaithe trí earráid, diall agus ráta athraithe an chórais a phróiseáil. Tá na céimeanna seo a leanas i gceist lena oibríocht:
- Faigh na luachanna socraithe agus aiseolais
- Ríomh an earráid
- Ríomh an t-aschur rialaithe bunaithe ar an ngnóthachan comhréireach, an buntéarma, agus an téarma díorthach
- Nuashonraigh paraiméadair an rialtóra
- Aschuir an comhartha rialaithe
STM32 Cur i bhFeidhm an Chóid
Seo a leanas cód samplach chun rialtóir PID a dhearadh agus a chur i bhfeidhm ag baint úsáide as microcontroller STM32:
```c
#cuir "stm32f4xx.h" san áireamh
// Sainmhínigh paraiméadair rialtóir PID
snámhphointe Kp=0.5; // Gnóthachan comhréireach
snámhphointe Ki=0.2; // Gnóthachan lárnach
snámhphointe Kd=0.1; // Gnóthachan díorthach
// Sainmhínigh athróga stórála
pointe socraithe snámhphointe=50.0; // Pointe socraithe
aiseolas ar snámh=0.0; // Luach aiseolais
earráid snámhphointe=0.0; // Earráid
snámhphointe last_error=0.0; // Earráid roimhe seo
Snámh lárnach=0.0; // Téarma lárnach
// Feidhm ríomh aschuir rialtóir PID
Snámh-rialtóir pid(snámhphointe dt)
{
// Ríomh earráid
earráid=aiseolas pointe socraithe -;
// Ríomh téarma lárnach
earráid dhílis += * dt;
// Ríomh téarma díorthach
díorthach snámhphointe=(earráid - last_error) / dt;
// Aschur rialaithe a ríomh
aschur snámhphointe=Kp * error + Ki * integral + Kd * díorthach;
// Nuashonraigh an earráid roimhe seo
earráid last_error =;
aschur tuairisceáin;
}
int príomh(neamhní)
{
agus (1)
{
// Aisghabh luach aiseolais
// Socraigh eatramh ama
// Ríomh aschur PID
snámh dt=0.01; // Sa sampla seo, is é 0.01 s an t-eatramh ama
snámhphointe control_output=pidController(dt);
// Aschur an comhartha rialaithe
// Moill ar feadh tréimhse ama
le haghaidh (int i=0; i < 10000; i++);
}
filleadh 0;
}