В своей практике я ежедневно сталкиваюсь с регуляторами, а вот с их правильным использованием - гораздо реже.
Регулятор - это алгоритм в управляющем контуре с обратной связью (измерением выходного значения), поддерживающий заданное значение выходной величины на определённом уровне, управляя входным воздействием.
Чаще всего применяют PID, состоящий из 3 компонентов:
- пропорционального (P) - регулирует силу реакции;
- интегрального (I) - устраняет статическую ошибку от влияния нагрузки;
- дифференциального (D) - подавляет резкие колебания.
Сильные стороны:
- простота реализации и настройки,
- высокая скорость реакции (P-составляющая).
Недостатки:
- наличие статической ошибки без I-составляющей,
- чувствительность D-составляющей к шумам,
- не работает с нелинейными системами.
Если не удаётся найти «волшебные» коэффициенты, при которых система работает «как надо», это говорит о проблемах. Какими они могут быть?
- Чаще всего PID ошибочно применяют в системах с большим люфтом или гистерезисом, где алгоритм не работает.
- Измеряют выходное значение нелинейным датчиком (классика - нелинейность измерений напряжения с помощью АЦП) и забывают про линеаризацию значений.
- Оставляют одинаковые настройки при разной нагрузке системы (чаще всего двигателей).
- Ограничивают управляющее значение лимитами после расчета. По сути, своими же руками вносят нелинейность системы.
Решение:
- Посмотрите другие регуляторы.
- Исправьте проблемы в регулируемой системе.