Is algartam rialaithe a úsáidtear go forleathan é algartam rialaithe PID, tá na buntáistí a bhaineann le paraiméadair inchoigeartaithe, raon leathan iarratas, cruinneas rialaithe ard, ag rialú PID. In innealtóireacht phraiticiúil, is féidir algartam PID a chur i bhfeidhm ar rialú leictrimheicniúla, uathoibriú tionsclaíoch, rialú robot, rialú microprocessor agus go leor réimsí eile.
Coigeartaítear na trí pharaiméadair algartam PID: tairiseach comhréireachta Kp, tairiseach ama dhílis Ti, tairiseach ama difreálach Td. Ní mór do chórais éagsúla paraiméadair PID éagsúla a shocrú, agus go ginearálta is gá na paraiméadair is fearr a fháil trí thurgnaimh agus trí dhífhabhtú. Déanann an tairiseach comhréireachta Kp an cion a choigeartú, an cóimheas idir an earráid aschuir agus aiseolais sa chóras rialaithe a choigeartú; coigeartóidh an tairiseach ama lárnach Ti an chuid dhílis, ag coigeartú an charnadh earráide sa chóras rialaithe; déanann an tairiseach ama difreálach Td an difreálach a choigeartú, ag coigeartú ráta athraithe earráide sa chóras rialaithe.
Cad é an smaoineamh algartam pid a bhaint amach le microcontroller
Chun an algartam rialaithe PID a bhaint amach ar mhicririaltóir, is é seo a leanas an smaoineamh ginearálta maidir le réadú:
1. **Socraigh na paraiméadair PID**:
- De réir saintréithe agus riachtanais an réad rialaithe iarbhír, roghnaigh an comhéifeacht comhréireachta cuí (Kp), am comhtháthú (Ti) agus am difreála (Td).
2. **Fáil sonraí braiteora**:
- Úsáid braiteoirí cuí (m.sh., braiteoirí teochta, braiteoirí suímh, srl.) chun sonraí aiseolais a bhailiú ón réad rialaithe i bhfíor-am.
3. **Socraigh comparáid idir luach agus aiseolas**:
- Cuir an luach socraithe (luach inmhianaithe) i gcomparáid leis an luach aiseolais agus ríomh an luach earráide (Earráid).
4. **ríomh PID**:
- Ríomhtar an méid rialaithe (aschur) de réir fhoirmle algartam PID: PID=Kp * Earráid + Ki * ∫ Earráid dt + Kd * d(Earráid)/dt.
- Is iad Kp, Ki agus Kd na paraiméadair PID, is é Earráid an luach earráide, ∫ Seasann Earráid dt an téarma lárnach agus seasann d(Earráid)/dt an téarma difreálach.
5. **Láimhseáil Teorainn** (roghnach):
- I gcás roinnt feidhmchlár, b'fhéidir go mbeadh sé riachtanach raon an luach aschuir a theorannú ionas nach sáróidh sé raon inghlactha an réad rialaithe.
6. **Comhartha rialaithe aschuir**:
- Déantar an chainníocht rialaithe ríofa a aschur mar chomhartha rialaithe chuig an actuator (m.sh. mótair, comhla, etc.) chun rialú agus rialú an réad rialaithe a bhaint amach.
7. **Socraigh minicíocht rialaithe**:
- De réir riachtanais na n-iarratas ar leith, socraigh an minicíocht rialaithe cuí chun timthriall forghníomhaithe an algartam a rialú.
8. **Algartam PID a chur i gcrích sa timthriall**:
- Sa timthriall fíor-ama, déantar na céimeanna thuas arís agus arís eile chun monatóireacht leanúnach a dhéanamh ar an luach aiseolais, an cainníocht rialaithe a ríomh, agus an comhartha rialaithe a aschur chun rialú cobhsaí an réad a bhaint amach.
Sa ríomhchlárú microcontroller iarbhír, is féidir leat na huirlisí forbartha cuí agus an teanga cláir (cosúil le C nó teanga tionóil) a roghnú de réir an mhúnla microcontroller sonrach agus an ardán forbartha. Ba chóir a thabhairt faoi deara, in iarratais phraiticiúla, go mbeidh go leor teicnící ann chun an algartam PID a bharrfheabhsú agus a fheabhsú, mar shampla scaradh lárnach, PID oiriúnaitheach, etc., ar féidir tuilleadh taighde a dhéanamh orthu agus a chur i bhfeidhm de réir riachtanais shonracha.
Prionsabal rialtóir PID agus sreabhadh oibre
Tá trí chuid sa rialtóir PID: comhréireach (P), lárnach (I) agus difreálach (D), agus gineann sé an t-aschur rialaithe trí earráid, diall agus ráta athraithe an chórais a phróiseáil. Áirítear ar a sreabhadh oibre na céimeanna seo a leanas:
- Spriocluachanna agus aiseolais á fháil
- Ríomh an earráid
- Ríomh an t-aschur rialaithe bunaithe ar chomhéifeacht na comhréireachta, ar an mbuntéarma agus ar an téarma difreálach.
- Paraiméadair an rialaitheora á nuashonrú
- Comharthaí rialaithe aschuir
Cód STM32 a chur i bhfeidhm
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 an rialaitheora PID
snámhphointe Kp=0.5; // fachtóir scála
snámhphointe Ki=0.2; // Comhéifeacht lárnach
snámhphointe Kd=0.1; // Comhéifeacht difreálach
// Sainmhínigh athróga stórála
pointe socraithe snámhphointe=50.0; // spriocluach
aiseolas ar snámh=0.0; // luach aiseolais
earráid snámhphointe=0.0; // earráid
snámhphointe last_error=0.0; // earráid dheireanach
Snámh lárnach=0.0; // Téarma lárnach
// Feidhm ríomh aschuir rialtóir PID
Snámh-rialtóir pid(snámhphointe dt)
snámhphointe pidController(snámh dt) {
// Ríomh an earráid
earráid=aiseolas pointe socraithe -; // Ríomh an buntéarma.
// Ríomh an buntéarma
earráid dhílis += * dt; // ríomh an téarma difreálach
// Ríomh an difreálach
díorthach snámhphointe=(earráid - last_error) / dt; // ríomh an t-aschur rialaithe.
// Ríomh an t-aschur rialaithe
aschur snámhphointe=Kp * error + Ki * integral + Kd * díorthach; // Ríomh an t-aschur rialaithe.
// Nuashonraigh an earráid dheireanach
earráid last_error =; // nuashonraigh an earráid dheireanach.
earráid last_error =; aschur tuairisceáin; // Ríomh an t-aschur rialaithe.
}
int príomh(neamhní)
{
agus(1)
{
// Faigh an luach aiseolais
// Faigh an t-eatramh ama
// Ríomh an t-aschur PID
snámh dt=0.01; // 0.01s mar eatramh ama sa sampla
snámhphointe control_output=pidController(dt); // aschur an comhartha rialaithe.
// Aschur an comhartha rialaithe
// Moill an comhartha rialaithe ar feadh tréimhse áirithe ama
le haghaidh (int i=0; i 《 10000; i++).
}
filleadh 0; }
}