I. RHAGYMADRODD
Mewn awtomeiddio diwydiannol a dylunio systemau rheoli, mae rheolydd PID (Cymesur-Rheolwr Gwahaniaethol-Cyfrannol-) a rheolydd PWM (rheolwr Modyliad Lled Pulse) yn ddwy strategaeth reoli a ddefnyddir yn gyffredin. Er y gallant ill dau sylweddoli rheolaeth fanwl gywir ar y system, mae gwahaniaethau sylweddol yn y nodweddion egwyddor, cymhwysiad a rheolaeth. Yn y papur hwn, bydd rheolydd PID a rheolydd PWM yn cael eu cymharu a'u dadansoddi'n fanwl i ddatgelu'r gwahaniaethau rhyngddynt.
II. Trosolwg o'r rheolydd PID
Algorithm rheoli seiliedig ar adborth yw rheolydd PID, sy'n cynnwys tri therm rheoli cymesurol (P), annatod (I) a gwahaniaethol (D). Mae'n mesur y gwahaniaeth rhwng gwerth allbwn y gwrthrych rheoledig a'r gwerth a ddymunir (hy, y gwall), ac yna'n prosesu'r gwall yn unol â'r tri therm rheoli P, I, a D i gael allbwn yr egwyddor controller.The y rheolydd PID yn seiliedig ar reoleiddio adborth y gwall, ac mae ganddo'r gallu i addasu, fel y gall addasu'r paramedrau rheoli yn ddeinamig yn ôl y sefyllfa wirioneddol.
Egwyddor
Mae egwyddor rheolydd PID yn seiliedig ar reoleiddio adborth gwallau. Yn gyntaf mae'n mesur gwerth allbwn y gwrthrych rheoledig ac yna'n ei gymharu â'r gwerth dymunol i gael y gwall. Yna, caiff y gwall ei brosesu yn unol â'r telerau rheoli cymesurol, annatod a gwahaniaethol i gael allbwn y rheolydd. Yn eu plith, mae'r term rheoli cyfrannol yn gymesur â'r gwall ac fe'i defnyddir i leihau'r gwall yn gyflym; defnyddir y term rheoli annatod yn bennaf i ddileu'r gwall cronnol a gwneud y system yn fwy sefydlog; mae'r term rheoli gwahaniaethol yn addasu allbwn y rheolydd yn ôl cyfradd newid y gwall, sy'n gwneud ymateb y system yn gyflymach ac yn lleihau'r gor-saethu.
Ceisiadau
Defnyddir rheolwyr PID yn eang mewn systemau rheoli awtomeiddio diwydiannol, rheoli offer electronig, roboteg a meysydd eraill. Mewn systemau rheoli tymheredd, mae rheolwyr PID yn addasu allbwn offer gwresogi neu oeri i sefydlogi'r tymheredd rheoledig ger y gwerth a ddymunir trwy fesur yn gywir y gwahaniaeth rhwng y tymheredd rheoledig a'r tymheredd a ddymunir. Mewn roboteg, defnyddir rheolwyr PID yn gyffredin ar gyfer rheoli safle, lle mae'r gwahaniaeth rhwng sefyllfa wirioneddol a lleoliad dymunol y robot yn cael ei fesur ac mae allbwn actuator y robot yn cael ei addasu i gyflawni rheolaeth sefyllfa fanwl gywir. Yn ogystal, mae rheolwyr PID yn cael eu defnyddio'n helaeth mewn rheoli moduron, rheoli llif a meysydd eraill.
Nodweddion Rheoli
Mae gan reolwr PID y gallu i addasu ei hun, a gall addasu'r paramedrau rheoli yn ddeinamig yn ôl y sefyllfa wirioneddol. Gall ymateb yn gyflym yn y cyflwr cyson a gall wrthsefyll aflonyddwch allanol a newidiadau system. Yn ogystal, mae gan y rheolwr PID hefyd nodweddion rheolaeth fanwl gywir a sefydlogrwydd uchel, a all wireddu rheolaeth fanwl gywir y system.
III. Trosolwg o'r rheolydd PWM
Mae rheolydd PWM yn strategaeth reoli sy'n rheoli lefel gyfartalog y signal allbwn trwy addasu cylch dyletswydd y corbys. Mae'n rheoli'r allbwn a ddymunir trwy newid y cyflenwad pŵer ymlaen ac i ffwrdd o bryd i'w gilydd, gan reoli cymhareb yr amser newid i'r rheolwyr time.PWM i ffwrdd yn cael eu defnyddio'n eang mewn senarios cais lle mae angen efelychu signalau parhaus, megis rheoli cyflymder modur DC, addasiad disgleirdeb LED, chwyddseinyddion sain, ac ati.
Egwyddor
Egwyddor rheolydd PWM yw rheoli'r foltedd a'r cerrynt mewn cylched trwy amrywio lled y corbys. Mewn signal PWM, mae'r lefel uchel yn para'n hirach ac mae'r lefel isel yn para'n fyrrach, gan newid yr allbwn pŵer yn y gylched. Yn benodol, pan fydd y signal PWM yn uchel, mae'r switsh yn y gylched yn agor ac mae'r cerrynt yn llifo trwy'r llwyth; pan fydd y signal PWM yn isel, mae'r switsh yn cau ac mae'r cerrynt yn stopio llifo. Felly, trwy amrywio cymhareb amser lefel uchel ac isel y signal PWM, gellir gwireddu rheolaeth foltedd a cherrynt yn y gylched.
Ceisiadau
Defnyddir rheolwyr PWM yn gyffredin mewn senarios cais lle mae angen efelychu signalau parhaus, megis rheoli cyflymder modur DC, addasiad disgleirdeb LED, a mwyhaduron sain. Yn y cymwysiadau hyn, gall rheolwyr PWM reoli lefel gyfartalog y signal allbwn yn union trwy addasu cylch dyletswydd y corbys, gan wireddu rheolaeth fanwl gywir ar y ddyfais.
Nodweddion Rheoli
Mae'r rheolydd PWM yn sensitif iawn i amlder newid signal a chylch dyletswydd a gall reoli lefel gyfartalog yr allbwn yn union. Gall ymateb yn gyflym ac addasu'r allbwn, ond nid oes ganddo'r gallu i addasu ei hun. mae manteision y rheolydd PWM yn syml ac yn reddfol, yn hawdd i'w gweithredu ac yn gost isel, sy'n addas ar gyfer rhai senarios cais nad oes angen cywirdeb rheolaeth uchel arnynt.
IV. Cymharu rheolydd PID a rheolydd PWM
Cymhariaeth egwyddorol
Mae rheolydd PID yn seiliedig ar yr egwyddor o reoleiddio adborth o wallau, trwy fesur y gwahaniaeth rhwng gwerth allbwn y gwrthrych rheoledig a'r gwerth a ddymunir (hy, gwall), ac yna yn ôl y telerau rheoli cymesurol, annatod a gwahaniaethol ar y prosesu gwall, allbwn y rheolwr. Mae'r rheolydd PWM, ar y llaw arall, yn rheoli'r foltedd a'r cerrynt yn y gylched trwy newid lled y corbys i wireddu rheolaeth lefel gyfartalog y signal allbwn.
Cymhariaeth Cais
Mae rheolwyr PID yn addas ar gyfer senarios cais sy'n gofyn am reolaeth a sefydlogrwydd manwl gywir, megis rheoli tymheredd, rheoli sefyllfa, rheoli cyflymder ac ati. Defnyddir rheolwyr PWM yn gyffredin mewn cymwysiadau sydd angen signalau parhaus analog, megis rheoli cyflymder modur DC, addasiad disgleirdeb LED, mwyhaduron sain, ac ati. Gan nad oes gan reolwyr PWM allu addasu, efallai na fyddant yn addas mewn rhai cymwysiadau sydd angen cywirdeb rheolaeth uchel.
Cymharu nodweddion rheoli
Mae gan reolwr PID y gallu i addasu ei hun, a gall addasu'r paramedrau rheoli yn ddeinamig yn ôl y sefyllfa wirioneddol. Gall ymateb yn gyflym mewn cyflwr cyson ac mae'n gallu gwrthsefyll aflonyddwch allanol a newidiadau system. Yn ogystal, nodweddir y rheolydd PID gan reolaeth fanwl gywir a sefydlogrwydd uchel. Mae'r rheolydd PWM, ar y llaw arall, yn sensitif iawn i amlder newid signal a chylch dyletswydd, a gall reoli lefel gyfartalog yr allbwn yn union. Fodd bynnag, nid oes ganddo'r gallu i addasu ei hun ac ni all addasu'r paramedrau rheoli yn ddeinamig yn unol â sefyllfa wirioneddol y system. Felly, efallai y bydd ganddo rai cyfyngiadau mewn rhai cymwysiadau sydd angen cywirdeb rheolaeth uchel.
V. Diweddglo.
I grynhoi, mae gwahaniaethau sylweddol rhwng rheolwr PID a rheolydd PWM o ran egwyddor, cymhwysiad, nodweddion rheoli, ac ati. Mae rheolwr PID yn seiliedig ar yr egwyddor o reoleiddio adborth ar gamgymeriadau, a nodweddir gan allu hunanaddasol, rheolaeth fanwl gywir a sefydlogrwydd uchel, ac mae'n addas ar gyfer senarios cymhwysiad sy'n gofyn am reolaeth a sefydlogrwydd manwl gywir. Mae'r rheolwr PWM, ar y llaw arall, yn rheoli lefel gyfartalog y signal allbwn trwy newid lled y pwls, sydd â'r manteision o fod yn syml, yn reddfol, yn hawdd i'w gweithredu ac yn gost isel, ac mae'n addas ar gyfer rhai senarios cais nad oes angen cywirdeb rheolaeth uchel arnynt. Wrth ddewis pa reolwr i'w ddefnyddio, mae angen gwneud ystyriaeth gynhwysfawr yn unol â gofynion cymhwyso penodol ac amcanion rheoli.