يُعدّ مُتحكّم PID أكثر حلقات التحكّم شيوعًا في الهندسة. وهو يجمع بين ثلاثة عناصر: التناسبي والتكاملي والتفاضلي. يستجيب كل عنصر للخطأ بين القيمة المُراد ضبطها والقيمة المُقاسة. ويُشغّل مجموع هذه العناصر الثلاثة المُشغّل.

يستجيب التحكم التناسبي للخطأ الحالي، بينما يستجيب التحكم التكاملي للخطأ المتراكم السابق، ويستجيب التحكم التفاضلي للخطأ المتوقع في المستقبل. توفر هذه الأنظمة مجتمعةً استجابةً سريعةً، وخطأً صفريًا في الحالة المستقرة، وتخميدًا فعالًا. يتميز هذا المتحكم بسهولة تطبيقه وكفاءته العالية في نطاق واسع من الأنظمة، ولذلك يُستخدم في منظمات الحرارة، والطائرات بدون طيار، وأنظمة تثبيت السرعة، والعمليات الصناعية.

معلمات ضبط PID

• Kp: كسب تناسبي، يستجيب للخطأ الحالي.
• Ki: كسب تكاملي، يزيل خطأ الحالة المستقرة.
• Kd: مكسب المشتق، يقلل من التجاوز.
• زمن أخذ العينات: عدد مرات تشغيل الحلقة.
• خاصية منع التراكم: تمنع الحد التكاملي من النمو بشكل كبير جدًا.

الضبط هو الجزء الأصعب. توفر قواعد زيغلر-نيكولز نقطة انطلاق، ويُحسّنها الضبط اليدوي. زيادة قيمة Kp تؤدي إلى تذبذب النظام، وزيادة قيمة Ki تؤدي إلى تجاوز القيمة المطلوبة، وزيادة قيمة Kd تؤدي إلى تضخيم التشويش. الهدف هو استجابة تصل إلى نقطة الضبط بسرعة، مع أقل تجاوز ممكن، وتستقر عندها. بعض الأنظمة تُضبط تلقائيًا عن طريق إدخال إشارة خطوة وقياس الاستجابة، بينما تستخدم أنظمة أخرى الضبط القائم على النموذج. وحدة تحكم PID مضبوطة جيدًا تعمل بسلاسة، بينما تتذبذب وحدة التحكم غير المضبوطة، أو تتجاوز القيمة المطلوبة، أو تكون استجابتها بطيئة. ليس نظام PID دائمًا هو الأفضل، ولكنه غالبًا ما يكون الخيار الأول المُجرّب.