I. Pengenalan
Dalam sistem kawalan automasi perindustrian, pengawal PID dan pengawal beralih adalah dua strategi kawalan biasa. Mereka masing -masing mempunyai prinsip kerja yang unik, senario aplikasi, kelebihan dan kekurangan. Tujuan kertas ini adalah untuk membincangkan secara terperinci perbezaan antara pengawal PID dan pengawal suis, dan membandingkan dan menganalisisnya dari segi prinsip kerja mereka, senario aplikasi, ciri -ciri prestasi dan aspek lain, supaya pembaca dapat memahami lebih mendalam tentang kedua -dua strategi kawalan ini dan membuat pilihan yang lebih munasabah dalam aplikasi praktikal.
Ii. Prinsip kerja dan ciri -ciri pengawal PID
Prinsip operasi
Pengawal PID (proporsional - integral - pengawal derivatif) adalah algoritma kawalan sisihan -, yang terdiri daripada proporsional (p), integral (i) dan perbezaan (d) tiga istilah kawalan. Ia mengukur perbezaan antara nilai output objek yang dikawal dan nilai yang dikehendaki (iaitu, sisihan), dan kemudian memproses sisihan mengikut syarat -syarat yang berkadar, integral, dan pembezaan untuk mendapatkan output pengawal.
Ciri -ciri
(1) tinggi - Kawalan ketepatan:Pengawal PID boleh menyesuaikan kuantiti kawalan dengan tepat mengikut sisihan sistem untuk menyedari kawalan ketepatan - yang tinggi. Dengan mengoptimumkan parameter pengawal PID (pekali proporsional KP, pekali integral KI dan pekali pembezaan KD), ketepatan kawalan sistem dapat dipertingkatkan lagi.
(2) tindak balas pantas:Istilah kawalan pembezaan dalam pengawal PID dapat meramalkan trend sisihan sistem dan menyesuaikan kuantiti kawalan terlebih dahulu, dengan itu mempercepat tindak balas sistem. Ini menjadikan pengawal PID dalam menghadapi gangguan luaran atau perubahan parameter dengan cepat dapat memulihkan keadaan yang stabil.
(3) Kestabilan yang baik:Istilah kawalan integral dalam pengawal PID secara beransur -ansur dapat mengurangkan ralat keadaan mantap, supaya output sistem stabil berhampiran nilai set. Ini menjadikan pengawal PID mempunyai kestabilan yang baik, sesuai untuk operasi sistem yang stabil lama.
Iii. Prinsip kerja dan ciri -ciri pengawal beralih
Prinsip operasi
Pengawal Switching adalah strategi kawalan berasaskan ambang -, outputnya hanya "ON" dan "OFF" dua negeri. Apabila nilai output objek terkawal melebihi atau jatuh di bawah ambang set, pengawal pensuisan akan menukar keadaan output. Untuk kawalan pemanasan, apabila suhu lebih rendah daripada nilai set apabila output "ON", peralatan pemanasan untuk mula bekerja; Apabila suhu lebih tinggi daripada nilai yang ditetapkan apabila output "mati", peralatan pemanasan berhenti bekerja. Prinsip kerja pengawal suis adalah mudah dan intuitif, dan ia sesuai untuk beberapa kesempatan yang tidak memerlukan ketepatan kawalan yang tinggi.
Ciri -ciri
(1) Mudah dan praktikal:Struktur pengawal suis adalah mudah, mudah direalisasikan, dan dapat dengan mudah tertanam dalam pelbagai sistem kawalan. Prinsip kerjanya adalah intuitif dan mudah difahami, tanpa memerlukan pengiraan dan proses pelarasan yang kompleks.
(2) kos rendah:Oleh kerana struktur mudah pengawal beralih, kos pembuatannya agak rendah. Ini menjadikan pengawal beralih sangat kompetitif dalam beberapa kos -.
(3) Sesuai untuk sistem inersia yang besar:Pengawal beralih sesuai untuk sesetengah sistem dengan inersia yang besar, seperti relau pemanasan yang besar dan peralatan penyejukan. Dalam sistem ini, disebabkan kelajuan tindak balas yang perlahan sistem, pengawal pensuisan secara beransur -ansur boleh menyesuaikan output sistem dengan sentiasa menukar keadaan output untuk mencapai kesan kawalan yang lebih stabil.
Iv. Perbezaan antara pengawal PID dan pengawal beralih
Ketepatan kawalan
Pengawal PID mempunyai ketepatan kawalan yang tinggi, dapat merealisasikan kawalan yang tepat terhadap output sistem. Ketepatan kawalan pengawal suis agak rendah, dan hanya dapat mencapai kesan kawalan kasar. Dalam beberapa keadaan yang memerlukan ketepatan kawalan yang tinggi, seperti kawalan suhu, kawalan tekanan, dan lain -lain, pengawal PID mempunyai kelebihan yang jelas.
Kelajuan tindak balas
Istilah kawalan pembezaan dalam pengawal PID boleh meramalkan trend sisihan sistem dan menyesuaikan kuantiti kawalan terlebih dahulu, dengan itu mempercepat kelajuan tindak balas sistem. Kelajuan tindak balas pengawal beralih lebih perlahan, dan ia hanya boleh melaraskan output sistem secara beransur -ansur dengan sentiasa menukar keadaan output. Dalam beberapa keadaan yang memerlukan tindak balas yang cepat, seperti kawalan robot, kawalan motor, dan lain -lain, pengawal PID lebih berfaedah.
Kestabilan
Istilah kawalan integral dalam pengawal PID secara beransur -ansur dapat mengurangkan ralat keadaan mantap, supaya output sistem stabil berhampiran nilai set. Ini menjadikan pengawal PID mempunyai kestabilan yang lebih baik, sesuai untuk keperluan untuk operasi sistem yang stabil lama. Pengawal beralih agak miskin dalam kestabilan dan mudah dipengaruhi oleh gangguan luaran dan perubahan parameter.
Senario aplikasi
Pengawal PID sesuai untuk aplikasi yang memerlukan ketepatan dan kestabilan kawalan yang tinggi, seperti kawalan suhu, kawalan tekanan, kawalan aliran, dan sebagainya. Pengawal Switching lebih sesuai untuk beberapa keperluan ketepatan kawalan tidak tinggi, sistem inersia adalah peristiwa besar, seperti relau pemanasan skala besar -, peralatan penyejukan dan sebagainya.
V. Kesimpulan
Pengawal PID dan pengawal suis adalah dua strategi kawalan biasa, yang masing -masing mempunyai prinsip kerja yang unik, senario aplikasi dan kelebihan dan kekurangan. Dalam aplikasi praktikal, strategi kawalan yang sesuai harus dipilih mengikut keperluan dan ciri -ciri khusus sistem. Bagi sistem yang memerlukan ketepatan yang tinggi, tindak balas pantas dan kawalan yang stabil, pengawal PID adalah pilihan yang lebih baik; Walaupun untuk beberapa kesempatan yang tidak memerlukan ketepatan kawalan yang tinggi dan inersia sistem yang besar, pengawal beralih lebih berfaedah.