PID Kontrol Cihazları

PID (oransal-integral-türevsel) denetleyici kontrol döngüsü yöntemi, elektronik cihazlar, mekanik cihazlar ve pnömatik sistemler gibi geniş bir kullanım yelpazesine sahip olan bir kontrol mekanizmasıdır. PID, geri besleme yolu ile girişe gönderilen sinyali giriş sinyaliyle karşılaştırıp elde edilen hatayı hesaplar. Bu hata, PID’ye gönderilir ve PID bu hatayı bir katsayı ile çarptıktan sonra çarpım işleminin sonucunun türevi ile integralini alır ve tekrardan çıkışa gönderir. Bu işlem hata minimum değere ulaşana kadar tekrarlanır.

PID; oran, integral ve türev kavramlarını kapsayan bir kontrolcüdür. Her birinin sisteme olan etkileri farklıdır.

Oransal Kontrol

Oransal kontrol, integral ve türeve kıyasla uygulanması daha kolay bir geri bildirim kontrol sistemidir. Oransal kontrol, istenen noktayı gerçek değer ile karşılaştırdıktan sonra elde edilen hata değerini bir katsayı (Kp) ile çarparak küçültmeyi hedefler. İdeal Kp değeri PID’nin kullanıldığı sistemden sisteme değişiklik göstermektedir.

Bu işlemle birlikte hata hızlıca iyileştirilir ancak çıktı değerinde salınım görülme ihtimali artar. Ek olarak oransal kontrol, tek başına kullanıldığı zamanlarda manuel sıfırlama gerektirir. Bunun nedeni sürekli durum koşuluna asla ulaşamıyor olmasıdır. Oransal kontrol kullanımın iyileştirilmesi ve stabil hale gelmesi için integral ve türev kavramları eklenmelidir.

P = Kp * Hata

İntegral Kontrol

İntegral işlemi, elde edilen hatanın eğri altında kalan alanının toplamı anlamına gelir. PID kontrolde girdi sinyali gönderilir ve geri bildirimden hata sinyali alınır. İntegral işlemi ile bu iki sinyal arasında kalan alan toplanır ve hatanın sıfırlanması için girdi sinyalinin üzerinde de aynı alanı oluşturacak bir sinyal döndürülür.

Hatayı, sıfır değerine ulaşana kadar entegre eder ve sıfır değerine ulaştığında son kontrol cihazına geçer. Negatif hata meydana geldiğinde ise entegre kontrol çıkışı azaltılır, yanıt hızını sınırlar ve sistemin kararlılığını etkiler.