Rozszerzony algorytm PID dla przemysłowego regulatora temperatury z samostrojeniem

pol Article in Polish DOI:

send Zbigniew Świder , Leszek Trybus Katedra Informatyki i Automatyki, Politechnika Rzeszowska

Download Article

Streszczenie

Regulator PID z ważoną wielkością zadaną pozwala w pewnym zakresie zmniejszyć przeregulowanie na skokową zmianę wielkości zadanej, jednocześnie nie zmieniając odpowiedzi na zakłócenie (sprowadzone na wejście obiektu). Uzyskuje się to poprzez wprowadzenie „wagi” β w różnicy β W–Y, co ogranicza wpływ wielkości zadanej w torze P regulatora (W oznacza wielkość zadaną, a Y wyjście obiektu). Zmniejszając wartość współczynnika β można ograniczyć lub też całkowicie wyeliminować przeregulowanie w odpowiedzi na skokową zmianę wielkości zadanej W. Jednak dla nastaw regulatora otrzymanych w wyniku samostrojenia przekaźnikowego przy typowym zapasie wzmocnienia i fazy, przeregulowanie występuje nawet dla β=0. W artykule przedstawiono propozycję rozszerzenia algorytmu PID z ważoną wielkością zadaną o filtr pozwalający całkowicie wyeliminować to przeregulowanie.

Słowa kluczowe

algorytm PID, samostrojenie przekaźnikowe, ważona wielkość zadana

Extended PID algorithm for industrial temperature controller with self-tuning

Abstract

PID controller with set-point weighting allows to correct set-point response without affecting disturbance response. This is done by means of a factor b in the difference β W–Y which determines proportional action of the controller (W denotes set-point and Y, plant output). By decreasing β one can reduce or even eliminate overshoot of set-point response. It turns out however, that for relay tuning with typical gain and phase margins the overshoot may remain even for β=0. So the paper presents an extension to the set-point weighting approach to eliminate the overshoot completely. Here, in addition to the original modification of proportional action, also the integral action is determined not by the error E but by the difference Wf-W, with Wf generated by a lead-lag filter.

Keywords

PID control, relay self-tuning, set-point weighting

Bibliography

  1. Aström K.J., Hägglund T., Hang C.C., Ho W.K., Automatic tuninig and adaptation for PID controllers - a survey, „Control Engineering Practice”, 1.4/1993, 699-714.
  2. Aström K.J., Hägglund T., Automatic tuninig of simple regulators with specifications on phase and amplitude margins, „Automatica”, 20/1974, 645-651.
  3. Hägglund T., Aström K.J., Industrial adaptive controllers based on frequency response techniques, „Automatica”, 27/1991, 599-609.
  4. Ożadowicz A., Automatyczny dobór nastaw regulatorów PID metodą Zieglera-Nicholsa, „Control Engineering Polska”, 3/2007, 60-64.
  5. Trybus L., A set of PID tuning rules, „Archives of Control Sciences”, 14/2005, 5-17.