I. Pengenalan
Dalam reka bentuk sistem automasi dan kawalan industri, pengawal PID (berkadar - integral - pengawal pembezaan) dan pengawal PWM (pengawal modulasi lebar pulse) adalah dua strategi kawalan yang biasa digunakan. Walaupun kedua -duanya dapat menyedari kawalan sistem yang tepat, terdapat perbezaan yang signifikan dalam prinsip, aplikasi, dan ciri -ciri kawalan. Dalam makalah ini, pengawal PID dan pengawal PWM akan dibandingkan dan dianalisis secara terperinci untuk mendedahkan perbezaan di antara mereka.
Ii. Gambaran Keseluruhan Pengawal PID
Pengawal PID adalah maklum balas - algoritma kawalan berasaskan, yang terdiri daripada berkadar (p), integral (i) dan perbezaan (d) tiga istilah kawalan. Ia mengukur perbezaan antara nilai output objek terkawal dan nilai yang dikehendaki (iaitu, kesilapan), dan kemudian memproses kesilapan mengikut tiga istilah kawalan p, i, dan d untuk mendapatkan output pengawal.
Prinsip
Prinsip pengawal PID didasarkan pada peraturan maklum balas kesilapan. Ia pertama mengukur nilai output objek terkawal dan kemudian membandingkannya dengan nilai yang dikehendaki untuk mendapatkan ralat. Kemudian, kesilapan diproses mengikut istilah kawalan berkadar, integral dan pembezaan untuk mendapatkan output pengawal. Antaranya, istilah kawalan berkadar adalah berkadar dengan kesilapan dan digunakan untuk mengurangkan kesilapan dengan cepat; Istilah kawalan integral digunakan terutamanya untuk menghapuskan kesilapan kumulatif dan menjadikan sistem lebih stabil; Istilah kawalan pembezaan menyesuaikan output pengawal mengikut kadar perubahan kesilapan, yang menjadikan tindak balas sistem lebih cepat dan mengurangkan overshoot.
Aplikasi
Pengawal PID digunakan secara meluas dalam sistem kawalan automasi industri, kawalan peralatan elektronik, robotik dan bidang lain. Dalam sistem kawalan suhu, pengawal PID menyesuaikan output peralatan pemanasan atau penyejukan untuk menstabilkan suhu terkawal berhampiran nilai yang dikehendaki dengan mengukur dengan tepat perbezaan antara suhu terkawal dan suhu yang dikehendaki. Dalam robotik, pengawal PID biasanya digunakan untuk kawalan kedudukan, di mana perbezaan antara kedudukan sebenar dan yang dikehendaki robot diukur dan output penggerak robot diselaraskan untuk mencapai kawalan kedudukan yang tepat. Di samping itu, pengawal PID digunakan secara meluas dalam kawalan motor, kawalan aliran dan medan lain.
Ciri -ciri kawalan
Pengawal PID mempunyai keupayaan diri - penyesuaian, dan secara dinamik boleh menyesuaikan parameter kawalan mengikut keadaan sebenar. Ia boleh bertindak balas dengan cepat dalam keadaan mantap dan boleh menahan gangguan luaran dan perubahan sistem. Di samping itu, pengawal PID juga mempunyai ciri -ciri kawalan yang tepat dan kestabilan yang tinggi, yang dapat merealisasikan kawalan tepat sistem.
Iii. Gambaran Keseluruhan Pengawal PWM
Pengawal PWM adalah strategi kawalan yang mengawal tahap purata isyarat output dengan menyesuaikan kitaran tugas denyutan. Ia mengawal output yang dikehendaki dengan secara berkala menukar bekalan kuasa dan mematikan, mengawal nisbah masa bertukar ke waktu yang sama.PWM pengawal digunakan secara meluas dalam senario aplikasi di mana isyarat berterusan perlu disimulasikan, seperti kawalan kelajuan motor DC, pelarasan kecerahan LED, penguat audio, dan sebagainya.
Prinsip
Prinsip pengawal PWM adalah untuk mengawal voltan dan arus dalam litar dengan mengubah lebar denyutan. Dalam isyarat PWM, tahap tinggi berlangsung lebih lama dan paras rendah berlangsung lebih pendek, dengan itu mengubah output kuasa dalam litar. Khususnya, apabila isyarat PWM tinggi, suis dalam litar dibuka dan arus mengalir melalui beban; Apabila isyarat PWM rendah, suis ditutup dan semasa berhenti mengalir. Oleh itu, dengan mengubah nisbah masa tahap tinggi dan rendah isyarat PWM, kawalan voltan dan arus dalam litar dapat direalisasikan.
Aplikasi
Pengawal PWM biasanya digunakan dalam senario aplikasi di mana isyarat berterusan perlu disimulasikan, seperti kawalan kelajuan motor DC, pelarasan kecerahan LED, dan penguat audio. Dalam aplikasi ini, pengawal PWM boleh mengawal tahap purata isyarat output dengan menyesuaikan kitaran tugas denyutan, dengan itu menyedari kawalan tepat peranti.
Ciri -ciri kawalan
Pengawal PWM sangat sensitif terhadap kekerapan penukaran isyarat dan kitaran tugas dan dengan tepat dapat mengawal tahap purata output. Ia boleh bertindak balas dengan cepat dan menyesuaikan output, tetapi tidak mempunyai keupayaan diri - penyesuaian. Kelebihan pengawal PWM adalah mudah dan intuitif, mudah dilaksanakan dan kos rendah, sesuai untuk beberapa senario aplikasi yang tidak memerlukan ketepatan kawalan yang tinggi.
Iv. Perbandingan pengawal PID dan pengawal PWM
Perbandingan Prinsip
Pengawal PID didasarkan pada prinsip peraturan maklum balas kesilapan, dengan mengukur perbezaan antara nilai output objek terkawal dan nilai yang dikehendaki (iaitu, ralat), dan kemudian mengikut istilah kawalan yang berkadar, penting dan berbeza pada pemprosesan ralat, output pengawal. Pengawal PWM, sebaliknya, mengawal voltan dan arus dalam litar dengan mengubah lebar denyutan untuk merealisasikan kawalan tahap purata isyarat output.
Perbandingan Permohonan
Pengawal PID sesuai untuk senario aplikasi yang memerlukan kawalan dan kestabilan yang tepat, seperti kawalan suhu, kawalan kedudukan, kawalan kelajuan dan sebagainya. Pengawal PWM biasanya digunakan dalam aplikasi yang memerlukan isyarat berterusan analog, seperti kawalan kelajuan motor DC, pelarasan kecerahan LED, penguat audio, dan sebagainya. Oleh kerana pengawal PWM tidak mempunyai keupayaan penyesuaian, mereka mungkin tidak sesuai dalam beberapa aplikasi yang memerlukan ketepatan kawalan yang tinggi.
Perbandingan ciri kawalan
Pengawal PID mempunyai keupayaan diri - penyesuaian, dan secara dinamik boleh menyesuaikan parameter kawalan mengikut keadaan sebenar. Ia boleh bertindak balas dengan cepat dalam keadaan mantap dan tahan terhadap gangguan luaran dan perubahan sistem. Di samping itu, pengawal PID dicirikan oleh kawalan yang tepat dan kestabilan yang tinggi. Pengawal PWM, sebaliknya, sangat sensitif terhadap kekerapan penukaran isyarat dan kitaran tugas, dan dengan tepat dapat mengawal tahap purata output. Walau bagaimanapun, ia tidak mempunyai keupayaan penyesuaian diri - dan tidak dapat secara dinamik menyesuaikan parameter kawalan mengikut keadaan sebenar sistem. Oleh itu, ia mungkin mempunyai beberapa batasan dalam beberapa aplikasi yang memerlukan ketepatan kawalan yang tinggi.
V. Kesimpulan.
Untuk merumuskan, terdapat perbezaan yang signifikan antara pengawal PID dan pengawal PWM dari segi prinsip, aplikasi, ciri -ciri kawalan, dan lain -lain. Pengawal PID adalah berdasarkan prinsip peraturan kesilapan yang dicirikan oleh diri sendiri. Pengawal PWM, sebaliknya, mengawal tahap purata isyarat output dengan mengubah lebar nadi, yang mempunyai kelebihan yang mudah, intuitif, mudah dilaksanakan dan kos rendah, dan sesuai untuk beberapa senario aplikasi yang tidak memerlukan ketepatan kawalan yang tinggi. Apabila memilih pengawal mana yang hendak digunakan, adalah perlu untuk membuat pertimbangan yang komprehensif mengikut keperluan aplikasi tertentu dan objektif kawalan.