PID Controller Nedir?

Öncelikle kontrol sistemlerine ve bir sistemi neden kontrol etmemiz gerektiğine bakalım.

Kontrol sistemleri; sistemler üzerinde kontrollerin gerçekleştirilmesi için farklı yöntemler içeren sistemlere denir. Bir sistemi kontrol etmemizin sebebi ise sistemden alınmak istenilen çıkış ile sistemin verdiği çıkış arasındaki farkı bulmaktır. Bu farka hata denir. Sistemin girişi değiştirilerek hata en aza indirilmeye çalışılır.

PID Geri Besleme Sistemi

PID (Proportional (Oransal) Integral (İntegral) Derivate (Türev)) Controller, geri besleme yoluyla girişe gönderilen sinyal ile giriş sinyalini karşılaştırarak hatayı hesaplar. Bu hata PID’ye gönderilir ve PID bu hatayı bir katsayı ile çarpıp türevini ve integralini alır, tekrar çıkışa gönderilir. Bu işlem hata minimuma inene kadar devam eder.

Şimdi bu katsayıların nasıl belirlendiğine bakalım.

Proportional (Oransal) Terim

Oransal terim sistemdeki hatayı bir katsayı (Kp) ile çarparak küçültmeyi hedefler. Bu işlemle birlikte hata hızlıca düzeltilir ancak çıkışta osilasyon görülme ihtimali artar. Bu yüzden salınımları önlemek için Kp değeri yüksek seçilmemelidir.

P=Kp * Hata

Integral (İntegral) Terimi

İntegral hatanın alanını bulmak anlamına gelir. Her bir periyottaki hata katsayı (Ki) ile çarpılarak toplanır. Sürekli toplama işlemi yapıldığı için integral çok fazla artmadan sınırlandırılması gerekir. 

I = I + (Ki * Hata * dt)

Derivate (Türev) Terimi

Türev zamana bağlı değerin değişimi ile ilgilidir. Sistemde gerçekleşen değişimden gerçekleşecek değişimi fark eder ve sistemi istenen değerin üzerine çıkmaması için yavaşlatır. Eğer iki örnek arasındaki hatada değişim olmadıysa türev sıfır olur.

D = (Kd * HD)/dt

HD: İki örnek arasındaki hataların farkı

Kp, Ki ve Kd değerleri deneysel olarak bulunur.

PID Controller Uygulamaları

PID Controller, tüm termostatlı devrelerde kullanılır diyebiliriz. Elektrikli ısıtıcılarda, ütülerde, klimalarda… Örneğin oda sıcaklığını ayarlayan kontrol sistemine bakalım. Diyelim ki oda sıcaklığının 25°C olmasını istiyoruz. Sıcaklık kontrol sisteminde bulunan sıcaklık sensörü oda sıcaklığını ölçer. Eğer sıcaklık 25°C ise kontrol sistemi iş yapmaz. Ancak sıcaklık değiştiğinde kontrol sistemi istenen değer ile var olan değer arasındaki farkı hesaplayarak hatayı bulur. Ölçülen sıcaklık 25°C’den daha yüksekse soğutucu devreye girer ve odayı soğutur. Sıcaklık düştükçe okunan değer geri besleme devresine gider ve kontrol sistemi hatanın azaldığını anlar. Buna göre hızını düşürür. Soğutma işlemi oda sıcaklığı 25°C olana kadar devam eder. Evde açılan bir pencere gürültüye sebep olabilir ve sistem bu gürültüyü hata olarak algılar. Yani sistemin gereksiz yere çalışmasını önlemek için gürültüler oldukça azaltılmalıdır.

Kaynaklar

elektronikhobi.net

elektrikport.com

mekatronikmuhendisligi.com

projehocam.com

admin

Çeyrek Mühendis; geçmişten gelene, gelecekte değer kazandıran mühendislik platformu!

100% LikesVS
0% Dislikes

admin

Çeyrek Mühendis; geçmişten gelene, gelecekte değer kazandıran mühendislik platformu!

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Bu site, istenmeyenleri azaltmak için Akismet kullanıyor. Yorum verilerinizin nasıl işlendiği hakkında daha fazla bilgi edinin.