Een PID-regelaar is de meest voorkomende regelkring in de techniek. Deze combineert drie termen: proportioneel, integraal en differentieel. Elke term reageert op de fout tussen een gewenste instelwaarde en de gemeten waarde. De som van de drie termen stuurt de actuator aan.

Proportionele actie reageert op de huidige fout. Integrale actie reageert op de opgebouwde fout uit het verleden. Differentiële actie reageert op de voorspelde toekomstige fout. Samen zorgen ze voor een snelle respons, een nul-stationaire fout en demping. De regelaar is eenvoudig te implementeren en werkt goed voor een breed scala aan systemen. Daarom wordt hij gebruikt in thermostaten, drones, cruisecontrols en industriële processen.

PID-afstemmingsparameters

• Kp: proportionele versterking, reageert op de huidige fout.
• Ki: integrale versterking, elimineert stationaire fouten.
• Kd: afgeleide versterking, vermindert overschrijding.
• Sampletijd: hoe vaak de lus wordt uitgevoerd.
• Anti-windup: voorkomt dat de integraalterm te groot wordt.

Het afstellen is het lastigste deel. De Ziegler-Nichols-regels bieden een startpunt. Handmatig afstellen verfijnt het. Te veel Kp en het systeem oscilleert. Te veel Ki en het schiet door. Te veel Kd en het versterkt ruis. Het doel is een respons die het instelpunt snel bereikt, met minimale doorschieting, en daar blijft. Sommige systemen stellen zichzelf automatisch af door een stapinput te injecteren en de respons te meten. Andere systemen gebruiken modelgebaseerde afstelling. Een goed afgestelde PID-regelaar is onzichtbaar. Het systeem werkt gewoon. Een slecht afgestelde regelaar oscilleert, schiet door of reageert traag. PID is niet altijd de beste regelaar, maar het is bijna altijd de eerste die wordt geprobeerd.