Otomasyon
PID nedir? PID Algoritması nedir?
Robotik ve otomasyon sistemler ve kontrol otomasyon yazılım ve sistemlerinde PID kontrol yoğunlukla kullanılır.
PID (İngilizce: Proportional Integral Derivative) oransal-integral-türevsel denetleyici kontrol döngüsü yöntemi, endüstriyel kontrol sistemlerinde yaygın olarak kullanılan bir geri besleme denetleyicisi yöntemidir. Bir PID denetleyici sürekli olarak bir hata değerini, yani amaçlanan sistem durumu ile mevcut sistem durumu arasındaki farkı hesaplar. Denetleyici süreç kontrol girdisini ayarlayarak hatayı en aza indirmeye çalışır.
Geçmişte istatistik değerleri olmayan bir sürecin ve bilginin olmadığı durumlarda, PID denetleyici algoritması tarihsel olarak en iyi denetleyici olarak kabul edilmiştir. PID kontrol algoritması üç parametre ile , özel proseslerin gereksinimleri için kontrol eylemi sağlayabilir. Denetleyicinin tepkisi hatanın denetlenerek yanıtlanması olarak tarif edilebilir.
Bazı uygulamalarda, uygun bir sistem kontrolü sağlamak için sadece bir veya iki işlem kullanmak gerekebilir.
Bu, diğer parametrelere sıfır değeri vererek elde edilebilir. Bu durumda PID, ilgili denetim eylemlerinin yokluğuna göre PI, PD, P veya I olarak tanımlanir. Türevsel eylem, ölçüm gürültüsüne maruz kaldığından PI kontrolörleri daha yaygındır. Bir Integral öğesinin olmaması kontrol hareketi nedeniyle sistemin istenilen değere ulaşmasını engelleyebilir.
PID aslında bir kontrol geri bildirim mekanizmasıdır.
Bir PID denetleyici ölçülü bir süreç içinde değişen ve istenilen ayar noktası ile arasındaki farkı olarak bir “hata” değerini hesaplar.Kontrol giriş ayarı yapılarak bu hata en aza indirilmesi sağlanır.
PID (Proportional,Integral,Derivative) diye tanımlanır. Türkçesi (Oransal,İntegral,Türevsel) denetleyicidir.
Yukarıda örnek bir PID algoritöası görülmektedir. Yukarda yandaki grafikte ise PID algoritması sonucu oluşan değerlerin zamana göre grafik resmi görülmektedir.
PID kontol’de öncelikle FARK tanımlaması yapılmalıdır.Hata ise referans değere olan uzaklık olarak tanımlanabilir.
|
1
2
3
4
5
|
Ref = İstenilen değerGelen = Şu an ki konumFARK = Ref - Gelen |
Oransal (Proportional) Terim
Oransal terim sistemden gelen hatayı bir kat sayı ile çarparak FARKI küçültmeyi hedefler. Bozucu etkileride mevcuttur.Örneğin FARK istenilen değerlere yaklaştığında çıkışta oslilosyon görülme ihtimali yüksektir.Buda yüksek seçmememiz gerektiği anlaşılır.
|
1
|
P = Kp * Fark |
İntegral (Integral) Terimi
İntegral farkın alanını bulmak anlamına gelmektedir. Her bir dt çevriminde hata ki katsayısıyla çarpılarak toplanır. İntegralin çok yükselmesini önlemek için sınırlandırmak gereklidir. Sürekli toplandığı için integral çok artarsa tekrar azalmasını beklemek zaman alır. Bu yüzden integrali sınırlamak sistemin çabuk toparlamasını sağlayacaktır.
dt = pid fonksiyonuna her girdiğindeki geçen zaman.
|
1
|
I = I + (Ki * Fark * dt) |
Türev (Derivative) Terimi
Türev sistemdeki iki örnek arasındaki zamanı hesaplar. Eğer farkda bir değişim olmadıysa türev sıfır olur. fark değerine bazı yerlerde hata değeride denmektedir. Olması istenilen büyüklükle gerçekleşen büyüklük arasındaki fark hata veya fark diye ifade edilir.
|
1
2
3
4
5
|
EHata = Bir önceki hatanın değeri (eski hata)HD = Hata – EHataD = (Kd * HD)/dt |
PID Algoritması
Kp , Ki ve Kd katsayılarından oluşur. Bu katsayılar deneme yanılma yöntemiyle bulunur.Yapacağınız sistemde optimum katsayıları bulmak için değerde değişiliklik yapıp sistemi gözlemlemeniz gerekmektedir. Genelde robotlarda bu değerler bir potansiyometre kullanılarak değiştirilir.
|
1
2
3
4
5
6
7
|
Hata = Ref - GelenHD = Hata - EHataP = Kp * HataI = I + (Ki * Hata * dt)D = (Kd * HD)/dtPID = P + I + DEHata = Hata |
PLC’lerde PID fonksiyonu
Faydalı bilgiler : Kablo Seçim Cetveli | PLC | HMI | SCADA | Endüstri 4.0 | Servo motor | AC motor | Step motor | DC motor | Loadcell | Konveyör | Profinet | Direnç değeri okuma |
Yorum Yok