Manuelle PID-Optimierung Schritt für Schritt

In einigen Fällen kann man die Zeitkonstanten des Ofens direkt messen und so die besten Reglereinstellungen berechnen. Oft hat ein Gerätehersteller Einstellungen auf der Grundlage seines Inbetriebnahmeberichts vorgeschlagen – ein guter Grund, zuerst das Handbuch zu lesen. Manchmal hat man keine andere Wahl, als ein System im geschlossenen Regelkreis durch Ausprobieren einzurichten oder „abzustimmen“. Hier sind daher zwei einfache Verfahren zum Abstimmen eines PID-geregelten Ofens, mit denen man in den meisten Fällen recht nahe an die optimalen Einstellungen herankommt.

CDHW-Methode

1. Den Sollwert einstellen, T _s auf einen typischen Wert für die vorgesehene Verwendung des Systems und schalten Sie die Differential- und Integralwirkungen aus, indem Sie ihre Pegel auf Null setzen. Wählen Sie einen sicheren Wert für die maximale Leistung M und erhöhen Sie die Proportionalverstärkung, bis das System gerade schwingt.
2. Beachten Sie die Schwingungsdauer und reduzieren Sie dann die Verstärkung um 30 %.
3. Plötzliche Abnahme oder Zunahme T_​ um etwa 5 % sollte zu unterdämpften Schwingungen führen. Probieren Sie mehrere Werte für den Ableitungspegel aus und wählen Sie einen Wert, der eine kritisch gedämpfte Reaktion ergibt. Wenn der Regler kalibriert ist D muss etwa ein Drittel der oben angegebenen Schwingungsdauer betragen.
4. Erhöhen Sie den Integralpegel langsam, bis die Schwingung gerade beginnt, und reduzieren Sie diesen Pegel dann um den Faktor zwei oder drei – das sollte ausreichen, um die Schwingung zu stoppen. Ich habe festgestellt, dass es eine gute Idee ist, den niedrigsten Integralpegel zu verwenden, der eine angemessene Leistung bietet.
5. Überprüfen Sie, ob die Gesamtleistung des Systems unter den vorgesehenen Bedingungen zufriedenstellend ist.

Dieses Verfahren basiert auf der Annahme, dass ein kritisch gedämpftes System optimal ist und dass Stabilität und Geräusch muss gegen Reaktionszeit eingetauscht werden. Bitte beachten Sie, dass der zweite Schritt große Temperaturschwankungen mit sich bringen kann und das Verfahren daher nicht geeignet wäre, wenn diese gefährlich sein oder Schäden verursachen könnten, beispielsweise in einer chemischen Verarbeitungsanlage.

John Shaws (auf Ziegler-Nichols basierende) Methode

1. Den Sollwert einstellen, T _s auf einen typischen Wert für die vorgesehene Verwendung des Systems und schalten Sie die Differential- und Integralwirkungen aus, indem Sie ihre Pegel auf Null setzen. Wählen Sie einen sicheren Wert für die maximale Leistung M und stellen Sie die Proportionalverstärkung auf Minimum ein.
2. Erhöhen Sie die Verstärkung schrittweise, bis sie plötzlich abnimmt oder zunimmt T_​ um ca. 5% führt zu Schwingungen, die gerade noch selbsterhaltend sind.
3. Der Gewinn in dieser Phase wird auf den endgültigen Gewinn eingestellt G _u Die Periode der Schwingungen wird als Endperiode bezeichnet. t _u . Notieren Sie die Werte der einzelnen Mengen.
4. Stellen Sie die Reglerparameter wie folgt ein:
• P-Steuerung: P =0,50* G _u , ich =0, D =0.
• PI-Regelung: P =0,45* G _u , ich =1,2/ t _u , D =0.
• PID-Regelung: P =0,60* G _u , ich =2/ t _u , D = t _u /8.
5. Überprüfen Sie, ob die Gesamtleistung des Systems unter den vorgesehenen Bedingungen zufriedenstellend ist.

Dieses Verfahren wurde leicht angepasst von John Shaws Beschreibung der Ziegler-Nichols Closed Loop-Methode. Sie sollte ein System ergeben, das leicht unterdämpft ist; wenn eine weniger „aggressive“ Reaktion gewünscht wird, versuchen Sie, P auf die Hälfte der angegebenen Werte. Wie bei der CDHW-Methode kann der zweite Schritt große Temperaturschwankungen mit sich bringen, so dass das Verfahren nicht geeignet wäre, wenn diese gefährlich sein oder Schäden verursachen könnten, beispielsweise in einem Kernreaktor. Genau genommen wurde die Ziegler-Nichols-Methode für die traditionelle Serie oder interagieren Design des Controllers.