O controlador PID é o circuito de controlo mais comum em engenharia. Combina três termos: proporcional, integral e derivativo. Cada termo responde ao erro entre um valor de referência desejado e a saída medida. A soma dos três termos aciona o atuador.

A ação proporcional responde ao erro atual. A ação integral responde ao erro acumulado no passado. A ação derivativa responde ao erro futuro previsto. Em conjunto, proporcionam uma resposta rápida, erro em regime permanente nulo e amortecimento. O controlador é simples de implementar e funciona bem numa vasta gama de sistemas. É por isso que é utilizado em termóstatos, drones, cruise control e processos industriais.

parâmetros de ajuste PID

• Kp: ganho proporcional, responde ao erro de corrente.
• Ki: ganho integral, elimina o erro em regime permanente.
• Kd: ganho derivativo, reduz a ultrapassagem.
• Tempo de amostragem: com que frequência o ciclo é executado.
• Anti-windup: impede que o termo integral cresça demasiado.

A sintonia é a parte mais difícil. As regras de Ziegler-Nichols fornecem um ponto de partida. A sintonização manual refina esse ponto. Um Kp demasiado elevado provoca oscilações no sistema. Um Ki demasiado elevado provoca sobressinal. Um Kd demasiado elevado amplifica o ruído. O objetivo é uma resposta que atinja o ponto de regulação rapidamente, com um sobressinal mínimo, e se mantenha estável. Alguns sistemas auto-ajustam-se injetando um sinal de entrada em degrau e medindo a resposta. Outros utilizam a sintonia baseada em modelo. Um controlador PID bem ajustado é invisível. O sistema simplesmente funciona. Um controlador mal ajustado oscila, sobressinaliza ou responde lentamente. O PID nem sempre é o melhor controlador, mas é quase sempre o primeiro a ser testado.