Proporcionālais-integrālais-atvasinātais kontrolieris, kas saīsināti pazīstams kā PID regulators, ir ierīces veids, ko bieži izmanto vadības sistēmās. Šīs sistēmas kontrolē citas ierīces vai sistēmas, un PID regulators palīdz regulēt svarīgus mainīgos lielumus vadības sistēmā. Tas var ietekmēt tikai vienu ierīci vai vairākas ierīces vienlaikus. Parasti to izmanto rūpniecības un ražošanas jomās.
Lai saprastu, ko dara PID regulators un kāpēc tā ir tāda priekšrocība, var izmantot piemēru no ikdienas. Kad mājas īpašniece ir auksta, viņa iestata siltummezgla termostatu savā mājā uz vēlamo temperatūru. Temperatūra, kas pašlaik ir mājā, ir pazīstama kā procesa mainīgais lielums. Mainīgais ir vienkārši faktors, piemēram, mājas temperatūra, kas laika gaitā var mainīties.
Ideālā temperatūra, kādu mājas īpašnieks ir iestatījis savam termostatam, ir zināma kā iestatītā vērtība. Procesa mainīgais un iestatītā vērtība noteiktā laikā var būt vienādi. Ja pašreizējā temperatūra mājā ir vēlamajā temperatūrā, tie būtu vienādi. Tomēr atšķirībā no iestatītās vērtības procesa mainīgais var mainīties. Tas notiek, ja mājā kļūst pārāk karsts vai pārāk auksts.
Šie divi termini, procesa mainīgais un uzdotā vērtība, ir tie paši termini, ko izmanto, lai izteiktu PID kontrollera darbību. Kontrolieris ir iestatīts, lai kontrolētu mainīgo lielumu neatkarīgi no tā, vai tā ir temperatūra vai cits sistēmas aspekts, kuru tas kontrolē. Kontrolieris cenšas atrast labāko risinājumu, lai saglabātu šo mainīgo vēlamajā uzdotajā vērtībā.
Starp PID kontrolieri un parastajiem kontrolieriem pastāv atšķirības to darbības veidā. PID kontrolleris izmanto uzlabotu formulu, lai mēģinātu novērst kļūdu rašanos. Tas nodrošina, ka kontrolējamās ierīces vai sistēmas darbojas pēc iespējas nevainojami.
Šis formulas veids ir pazīstams kā algoritms. Algoritms vada darbības, pamatojoties uz notiekošo. Algoritmam būtu konkrēti norādījumi, kā reaģēt uz noteiktām izmaiņām. Tā ir līdzīga žurnāla viktorīnai, kurā tiek uzdoti jautājumi un pēc tam tiek izmantotas bultiņas, lai novirzītu lasītāju uz nākamo jautājumu, pamatojoties uz viņas atbildi uz iepriekšējo jautājumu. Tādā veidā algoritms ir virkne dažādu procedūru, kurām var sekot vai mainīt, pamatojoties uz to, ko dara ierīce, kas saņem pasūtījumus.
Visbeidzot, PID regulators piedalās atgriezeniskās saites cilpā. Informāciju izsūta kontrolieris, saņem ierīces, un informācija no ierīcēm tiek nosūtīta atpakaļ kontrolierim. Pēc tam kontrolieris pieņem lēmumu, kā rīkoties, pamatojoties uz saņemto informāciju, un nosūta to, izveidojot nepārtrauktu cilpu.
Izmantojot PID kontrolieri, viena no galvenajām priekšrocībām izceļas pāri pārējām. Tas var kontrolēt dažādas sistēmas vai ierīces ar nelielu cilvēku mijiedarbību. Tas ne tikai ļauj darbiniekiem koncentrēties uz citiem uzdevumiem, bet arī ļauj vienlaikus darboties daudziem procesiem. Šīs metodes trūkums ir saistīts ar faktu, ka kontrolieris ir jānoregulē, tas nozīmē, ka instrukcijas, kurās norādīts, kā rīkoties, ir jāpielāgo, lai tā darbotos pareizi. Lai to izdarītu, ir nepieciešamas padziļinātas zināšanas par šāda veida kontrollera iestatīšanu, lai izvairītos no kļūdām.