【Versão de controle】Uma pergunta por dia 20180417

PID é a abreviação de Proporção, Integral e Derivada. A ação de regulação por proporção consiste em reagir de forma proporcional ao desvio do sistema. Assim que ocorre um desvio, a regulação por proporção atua imediatamente para reduzir esse desvio. A ação proporcional é intensa, o que permite acelerar o processo de ajuste e reduzir os erros. No entanto, um valor proporcional excessivo diminui a estabilidade do sistema, podendo até causar sua instabilidade. Função de ajuste por integração: é responsável por eliminar os erros em estado estacionário do sistema, aumentando assim a precisão. Devido a erros, o ajuste por integração é realizado até que não haja mais diferenças; então, o ajuste por integração é interrompido, e sua saída torna-se um valor constante. A intensidade do efeito de integração depende da constante de tempo Ti durante a integração. Quanto menor for Ti, maior será o efeito de integração. Por outro lado, quanto maior o Ti, menor é o efeito de integração; a adição de um controle por integração pode diminuir a estabilidade do sistema e tornar a resposta dinâmica mais lenta. O efeito de integração costuma ser combinado com outras duas regras de regulação, formando um regulador PI ou um regulador PID. Ação de regulação diferencial: A ação diferencial reflete a taxa de variação do sinal de desvio do sistema. Ela possui capacidade de previsão, podendo antecipar a tendência das mudanças no desvio. Assim, é possível exercer um controle proativo, eliminando o desvio antes mesmo que ele se forme.

Eixo proporcional: No sistema de controle por resposta proporcional, o sinal de desvio e(t) é utilizado. Assim que o desvio surge, o controlador atua imediatamente para reduzi-lo. Quanto maior o coeficiente de proporção kP, mais rápida será a velocidade de resposta do sistema. No entanto, se esse valor for excessivo, o sistema pode sofrer sobreajuste, o que pode levar à instabilidade. Etapa de integração: utilizada para eliminar o erro residual e melhorar a precisão do sistema. A intensidade do efeito de integração depende da constante de tempo de integração Ti. Quanto maior for Ti, menor será o efeito de integração; inversamente, quanto menor for Ti, maior será o efeito. Mas ele apresenta um efeito de atraso, que diminui a velocidade de resposta do sistema, aumenta o overshoot e pode causar oscilações. Eixo diferencial: a tendência de variação do sinal de desvio da resposta (taxa de variação), que gera uma saída diferencial para ajustar o erro. Quando ocorre uma mudança brusca no erro, é possível controlá-la rapidamente. Além disso, antes que a variação no sinal de desvio se torne excessiva, é possível introduzir um sinal de correção precoce no sistema, o que acelera a resposta do sistema e reduz o tempo de ajuste. Mas isso gera sensibilidade a perturbações e reduz a capacidade de resistir a interferências.

1. A função do parâmetro de proporção KP é acelerar a velocidade de resposta do sistema e melhorar sua precisão de ajuste. 2. Uma das principais funções do parâmetro de ação dos pontos, Ti, é eliminar os erros em estado estacionário do sistema. 3. O parâmetro de ação diferencial Td tem como função melhorar o desempenho dinâmico do sistema. Sua principal função é impedir que as variações de desvio ocorram em qualquer direção, durante o processo de resposta, além de permitir a previsão antecipada dessas variações.

KP, coeficiente de ajuste proporcional, acelera a velocidade de resposta do sistema e melhora a precisão do seu ajuste； KI, coeficiente de ajuste por integração, elimina os resíduos ； KD, coeficiente de ajuste diferencial, melhora o desempenho dinâmico do sistema.

Ação de ajuste proporcional: é uma reação proporcional ao desvio do sistema. Assim que ocorre um desvio, o ajuste proporcional entra em ação imediatamente para reduzir esse desvio. A ação proporcional é intensa, o que permite acelerar o processo de ajuste e reduzir os erros. No entanto, um valor proporcional excessivo diminui a estabilidade do sistema, podendo até causar sua instabilidade. Ação de ajuste por integração: é o que permite ao sistema eliminar os erros em estado estacionário, melhorando assim a precisão. Devido a erros, o ajuste por integração é realizado até que não haja mais diferenças; então, o ajuste por integração é interrompido, e sua saída torna-se um valor constante. A intensidade do efeito de integração depende da constante de tempo de integração Ti. Quanto menor for Ti, maior será a intensidade do efeito de integração. Por outro lado, quanto maior o Ti, menor é o efeito de integração. A adição de um controle por integração pode diminuir a estabilidade do sistema, fazendo com que a resposta dinâmica fique mais lenta. O efeito de integração costuma ser combinado com outros dois mecanismos de regulação, formando assim um regulador PI ou um regulador PID. Ação de regulação diferencial: A ação diferencial reflete a taxa de variação do sinal de desvio do sistema. Ela possui capacidade de previsão, podendo antecipar a tendência das mudanças no desvio. Assim, é possível exercer um controle proativo, eliminando o desvio antes mesmo que ele se forme. Portanto, é possível melhorar o desempenho dinâmico do sistema.

Eixo proporcional: No sistema de controle por resposta proporcional, o sinal de desvio e(t) é utilizado. Assim que o desvio surge, o controlador atua imediatamente para reduzi-lo. Quanto maior o coeficiente de proporção kP, mais rápida será a velocidade de resposta do sistema. No entanto, se esse valor for excessivo, o sistema pode sofrer sobreajuste, o que pode levar à instabilidade. Etapa de integração: utilizada para eliminar o erro residual e melhorar a precisão do sistema. A intensidade do efeito de integração depende da constante de tempo de integração Ti. Quanto maior for Ti, menor será o efeito de integração; inversamente, quanto menor for Ti, maior será o efeito. Mas ele apresenta um efeito de atraso, que diminui a velocidade de resposta do sistema, aumenta o overshoot e pode causar oscilações. Eixo diferencial: a tendência de variação do sinal de desvio da resposta (taxa de variação), que gera uma saída diferencial para ajustar o erro. Quando ocorre uma mudança brusca no erro, é possível controlá-la rapidamente. Além disso, antes que a variação no sinal de desvio se torne excessiva, é possível introduzir um sinal de correção precoce no sistema, o que acelera a resposta do sistema e reduz o tempo de ajuste. Mas isso gera sensibilidade a perturbações e reduz a capacidade de resistir a interferências.

A função do parâmetro proporcional é acelerar a velocidade de resposta do sistema e melhorar sua precisão de ajuste. Quanto maior for o valor do parâmetro proporcional, maior será a velocidade de resposta do sistema e maior também será sua precisão de ajuste. No entanto, isso pode causar sobreajuste, podendo até levar à instabilidade do sistema. Se o valor do parâmetro proporcional for muito baixo, a precisão de ajuste diminuirá, a velocidade de resposta ficará lenta, o que prolongará o tempo de ajuste e piorará as características estáticas e dinâmicas do sistema.

A função do parâmetro integral é eliminar os erros estáticos do sistema. Quanto maior for o valor do parâmetro integral, mais rápido os erros estáticos serão eliminados. Porém, se ele for muito alto, pode ocorrer saturação durante o processo de resposta, causando grande sobreajuste. Se o valor do parâmetro integral for muito baixo, os erros estáticos permanecerão, afetando a precisão de ajuste do sistema. Quando o desvio do sistema é grande, a ação do parâmetro integral deve ser reduzida ou mesmo eliminada. Já quando o desvio é pequeno, a ação do parâmetro integral deve ser intensificada (integração separada, integração trapezoidal, integração variável, proteção contra saturação). Se o coeficiente de integração for muito alto, pode haver sobreajuste ou saturação. Se for muito baixo, os erros estáticos não serão eliminados com facilidade.

A função do parâmetro diferencial é melhorar as características dinâmicas do sistema. Sua função principal é impedir que o desvio mude em qualquer direção durante o processo de resposta, permitindo uma previsão antecipada das mudanças no desvio. No entanto, se o valor do parâmetro diferencial for muito alto, o processo de resposta será interrompido precocemente, o que prolongará o tempo de ajuste e diminuirá a capacidade do sistema de resistir a interferências. A introdução de sinais diferenciais pode causar interferências de alta frequência, especialmente quando há mudanças bruscas nos erros.

A função dos parâmetros de proporção é acelerar a velocidade de resposta do sistema e melhorar sua precisão de ajuste. Quanto maior o valor do parâmetro proporcional, maior será a velocidade de resposta do sistema e maior será a precisão de seu ajuste. No entanto, isso pode causar sobreajuste, podendo até levar à instabilidade do sistema. Se o valor do parâmetro proporcional for muito baixo, a precisão de ajuste diminuirá, a velocidade de resposta ficará lenta, o que prolongará o tempo de ajuste e piorará as características estáticas e dinâmicas do sistema. A função dos parâmetros de integração é eliminar o erro em estado estacionário do sistema. Quanto maior o parâmetro de integração, mais rápido o erro estático do sistema é eliminado. No entanto, se esse valor for excessivo, ocorrerá um fenômeno de saturação da integração no início do processo de resposta, o que causará um grande overshoot no mesmo. Se o parâmetro de integração for muito pequeno, será difícil eliminar o erro estático do sistema, afetando assim a precisão de seu funcionamento. Quando o desvio do sistema é grande, o efeito de integração deve ser reduzido ou até mesmo eliminado; já quando o desvio é pequeno, esse efeito deve ser fortalecido (separação de integração, integração em forma de trapézio, integração variável, proteção contra saturação da integração). Se o coeficiente de integração for muito alto, ocorrerá sobreajuste, e até mesmo saturação da integração. Se for muito baixo, o erro residual demorará a ser eliminado. A função dos parâmetros diferenciais é melhorar as características dinâmicas do sistema. Seu papel principal é impedir que os desvios se movam em qualquer direção durante o processo de resposta, permitindo assim uma previsão antecipada das mudanças nos desvios. No entanto, valores excessivamente altos para o parâmetro de diferenciação fazem com que o processo de resposta seja interrompido mais cedo, o que prolonga o tempo de ajuste. Além disso, isso diminui a capacidade do sistema de resistir a interferências. A introdução de sinais diferenciais pode facilmente causar interferências de alta frequência; a deficiência dos termos diferenciais torna-se especialmente evidente quando ocorrem mudanças bruscas nos erros.

PID é a abreviação para Proporção, Integral e Derivada. O controle proporcional funciona reagindo em proporção ao desvio do sistema; assim que ocorre um desvio, o controle proporcional entra em ação imediatamente para reduzir esse desvio. A ação proporcional é intensa, o que permite acelerar o processo de ajuste e reduzir os erros. No entanto, um valor proporcional excessivo diminui a estabilidade do sistema, podendo até causar sua instabilidade. Ação de ajuste por integração: é o que permite ao sistema eliminar os erros em estado estacionário, melhorando assim a precisão. Devido a erros, o ajuste por integração é realizado até que não haja mais diferenças; então, o ajuste por integração é interrompido, e sua saída torna-se um valor constante. A intensidade do efeito de integração depende da constante de tempo de integração Ti. Quanto menor for Ti, maior será a intensidade do efeito de integração. Por outro lado, quanto maior o Ti, menor é o efeito de integração; a adição de um controle por integração pode diminuir a estabilidade do sistema e tornar a resposta dinâmica mais lenta. O efeito de integração costuma ser combinado com outras duas regras de regulação, formando um regulador PI ou um regulador PID. Ação de regulação diferencial: A ação diferencial reflete a taxa de variação do sinal de desvio do sistema. Ela possui capacidade de previsão, podendo antecipar a tendência das mudanças no desvio. Assim, é possível exercer um controle proativo, eliminando o desvio antes mesmo que ele se forme. Portanto, é possível melhorar o desempenho dinâmico do sistema. Ao escolher o momento de diferenciação de forma adequada, é possível reduzir o overshoot e encurtar o tempo de ajuste. A ação diferencial tem o efeito de amplificar as interferências de ruído; portanto, um ajuste diferencial excessivo é prejudicial para a capacidade do sistema de resistir a essas interferências. Além disso, a reação diferencial é a taxa de variação, e quando não há mudança na entrada, a saída da operação diferencial é zero. A ação diferencial não pode ser utilizada sozinha; ela precisa ser combinada com outras duas regras de controle para formar controladores PD ou PID.

No controle PID, existem três parâmetros: P, I e D. Função dos parâmetros P, I e D no controle PID. Ação proporcional: O controlador proporcional é, na verdade, um amplificador cujo fator de amplificação pode ser ajustado. Ou seja, △P = Kp × e, onde Kp representa o ganho proporcional. Kp pode ser maior ou menor que 1 ； e é a entrada do controlador, ou seja, a diferença entre o valor medido e o valor desejado, também conhecida como desvio. O controle proporcional tem uma desvantagem: ele gera um erro residual. Para superar esse erro, é necessário introduzir o efeito de integração. A função de integração do controlador existe justamente para eliminar o erro residual no sistema de controle automático. O chamado integral significa a acumulação ao longo do tempo. Ou seja, quando existe um desvio de entrada e, o controlador integrador precisa acumular esse desvio ao longo do tempo. A velocidade de acumulação do integral é diretamente proporcional ao valor do desvio e à velocidade de integração. Desde que haja um desvio e, a saída do controlador de integração precisa mudar. Ou seja, a integração sempre está atuando; ela só para quando o desvio não existe mais. Para um desvio constante, a essência do ajuste da ação de integração é alterar a taxa de variação da saída do controlador. Essa taxa é medida pelo tempo necessário para que a saída resultante da ação de integração se torne igual à saída resultante da ação proporcional. Um tempo de integração pequeno indica uma velocidade de integração alta, e, portanto, um efeito de integração mais forte ； Por outro lado, quanto maior o tempo de integração, menor é o efeito da integração. Se o tempo de integração for infinito, isso significa que não há efeito de integração, e o controlador se torna um controlador puramente proporcional. Ação diferencial: A ação diferencial é utilizada principalmente para superar o atraso do objeto controlado, sendo frequentemente empregada em sistemas de controle de temperatura. Além do uso da ação diferencial, ao utilizar sistemas de controle, é necessário prestar atenção ao problema do atraso na medição da transmissão, como a escolha dos elementos de medição de temperatura e sua localização de instalação. No controlador PID convencional, a variação na saída do efeito diferencial é proporcional à velocidade de mudança do desvio, e não ao tamanho do próprio desvio. Quanto maior for a velocidade de mudança do desvio, maior será o tempo diferencial, e, consequentemente, maior será a variação na saída do efeito diferencial. Mas, se a ação diferencial for excessiva, pode ocorrer oscilação devido às mudanças muito rápidas, o que gera “picos” ou “saltos” significativos na saída do controlador. Para evitar essa perturbação, no regulador PID e no DCS pode-se utilizar o princípio de cálculo PID diferencial, ou seja, apenas a valor medido PV é diferenciado. Quando o valor de referência SP do controlador é alterado manualmente, não ocorre nenhuma mudança brusca na saída do controlador, evitando assim as perturbações que a alteração instantânea de SP pode causar no sistema de controle. Como no TDC-3000, é adicionado um comutador soft ao algoritmo PID convencional, permitindo que o usuário escolha, durante a configuração, se o controlador deve fazer a diferenciação em relação ao desvio ou ao valor medido.

Ação proporcional: Regula-se de acordo com o tamanho do desvio, funcionando para estabilizar rapidamente o sistema. Ação integral: Regula-se dependendo da presença ou não de desvio, servindo para eliminar os resíduos. Ação diferencial: Regula-se com base na taxa de variação do desvio, funcionando como um mecanismo de ajuste antecipado

1. A função do parâmetro de proporção KP é acelerar a velocidade de resposta do sistema e melhorar sua precisão de ajuste. 2. Uma das principais funções do parâmetro de ação dos pontos, Ti, é eliminar os erros em estado estacionário do sistema. 3. O parâmetro de ação diferencial Td tem como função melhorar o desempenho dinâmico do sistema. Sua principal função é impedir que as variações de desvio ocorram em qualquer direção, durante o processo de resposta, além de permitir a previsão antecipada dessas variações.

Resposta: (1) O parâmetro de proporção KC tem como função acelerar o processo de ajuste, reduzindo assim o erro em estado estacionário. (2) O parâmetro de integração Ki tem como função reduzir o erro em estado estacionário e melhorar a precisão. (3) O parâmetro diferencial Kd permite detectar as tendências de variação dos desvios, permitindo assim um controle proativo

1) O parâmetro de proporção KC tem como função acelerar o processo de ajuste e reduzir o erro em estado estacionário. (2) O parâmetro de integração Ki tem como função reduzir o erro em estado estacionário e melhorar a precisão do sistema. (3) O parâmetro diferencial Kd tem como função detectar as tendências de variação dos desvios, permitindo assim um controle proativo

Eixo proporcional: No sistema de controle por resposta proporcional, o sinal de desvio e(t) é utilizado. Assim que o desvio surge, o controlador atua imediatamente para reduzi-lo. Quanto maior o coeficiente de proporção kP, mais rápida será a velocidade de resposta do sistema. No entanto, se esse valor for excessivo, o sistema pode sofrer sobreajuste, o que pode levar à instabilidade. Etapa de integração: utilizada para eliminar o erro residual e melhorar a precisão do sistema. A intensidade do efeito de integração depende da constante de tempo de integração Ti. Quanto maior for Ti, menor será o efeito de integração; inversamente, quanto menor for Ti, maior será o efeito. Mas ele apresenta um efeito de atraso, que diminui a velocidade de resposta do sistema, aumenta o overshoot e pode causar oscilações. Eixo diferencial: a tendência de variação do sinal de desvio da resposta (taxa de variação), que gera uma saída diferencial para ajustar o erro. Quando ocorre uma mudança brusca no erro, é possível controlá-la rapidamente. Além disso, antes que a variação no sinal de desvio se torne excessiva, é possível introduzir um sinal de correção precoce no sistema, o que acelera a resposta do sistema e reduz o tempo de ajuste. Mas isso gera sensibilidade a perturbações e reduz a capacidade de resistir a interferências.

(1) O parâmetro de proporção KC tem como função acelerar o processo de ajuste, reduzindo assim o erro em estado estacionário. (2) O parâmetro de integração Ki tem como função reduzir o erro em estado estacionário e melhorar a precisão. (3) O parâmetro diferencial Kd permite detectar as tendências de variação dos desvios, permitindo assim um controle proativo

Eixo proporcional: No sistema de controle por resposta proporcional, o sinal de desvio e(t) é utilizado. Assim que o desvio surge, o controlador atua imediatamente para reduzi-lo. Quanto maior o coeficiente de proporção kP, mais rápida será a velocidade de resposta do sistema. No entanto, se esse valor for excessivo, o sistema pode sofrer sobreajuste, o que pode levar à instabilidade. Etapa de integração: utilizada para eliminar o erro residual e melhorar a precisão do sistema. A intensidade do efeito de integração depende da constante de tempo de integração Ti. Quanto maior for Ti, menor será o efeito de integração; inversamente, quanto menor for Ti, maior será o efeito. Mas ele apresenta um efeito de atraso, que diminui a velocidade de resposta do sistema, aumenta o overshoot e pode causar oscilações. Eixo diferencial: a tendência de variação do sinal de desvio da resposta (taxa de variação), que gera uma saída diferencial para ajustar o erro. Quando ocorre uma mudança brusca no erro, é possível controlá-la rapidamente. Além disso, antes que a variação no sinal de desvio se torne excessiva, é possível introduzir um sinal de correção precoce no sistema, o que acelera a resposta do sistema e reduz o tempo de ajuste. Mas isso gera sensibilidade a perturbações e reduz a capacidade de resistir a interferências.

(1) O parâmetro de proporção KC tem como função acelerar o processo de ajuste, reduzindo assim o erro em estado estacionário. (2) O parâmetro de integração Ki tem como função reduzir o erro em estado estacionário e melhorar a precisão do sistema. (3) O parâmetro diferencial Kd tem como função detectar as tendências de variação dos desvios, permitindo assim um controle proativo

Eixo proporcional: No sistema de controle por resposta proporcional, o sinal de desvio e(t) é utilizado. Assim que o desvio surge, o controlador atua imediatamente para reduzi-lo. Quanto maior o coeficiente de proporção kP, mais rápida será a velocidade de resposta do sistema. No entanto, se esse valor for excessivo, o sistema pode sofrer sobreajuste, o que pode levar à instabilidade. Etapa de integração: utilizada para eliminar o erro residual e melhorar a precisão do sistema. A intensidade do efeito de integração depende da constante de tempo de integração Ti. Quanto maior for Ti, menor será o efeito de integração; inversamente, quanto menor for Ti, maior será o efeito. Mas ele apresenta um efeito de atraso, que diminui a velocidade de resposta do sistema, aumenta o overshoot e pode causar oscilações. Eixo diferencial: a tendência de variação do sinal de desvio da resposta (taxa de variação), que gera uma saída diferencial para ajustar o erro. Quando ocorre uma mudança brusca no erro, é possível controlá-la rapidamente. Além disso, antes que a variação no sinal de desvio se torne excessiva, é possível introduzir um sinal de correção precoce no sistema, o que acelera a resposta do sistema e reduz o tempo de ajuste. Mas isso gera sensibilidade a perturbações e reduz a capacidade de resistir a interferências.