Bộ điều khiển PID là vòng điều khiển phổ biến nhất trong kỹ thuật. Nó kết hợp ba thành phần: tỷ lệ, tích phân và đạo hàm. Mỗi thành phần phản ứng với sai số giữa điểm đặt mong muốn và đầu ra đo được. Tổng của ba thành phần này điều khiển bộ chấp hành.

Bộ điều khiển tác động tỷ lệ đáp ứng với sai số hiện tại. Bộ điều khiển tác động tích phân đáp ứng với sai số tích lũy trong quá khứ. Bộ điều khiển tác động đạo hàm đáp ứng với sai số dự đoán trong tương lai. Cả hai cùng nhau cung cấp khả năng phản hồi nhanh, sai số trạng thái ổn định bằng không và khả năng giảm chấn. Bộ điều khiển này dễ dàng triển khai và hoạt động tốt cho nhiều hệ thống khác nhau. Đó là lý do tại sao nó được sử dụng trong bộ điều nhiệt, máy bay không người lái, hệ thống điều khiển hành trình và các quy trình công nghiệp.

các tham số điều chỉnh PID

• Kp: hệ số khuếch đại tỷ lệ, phản ứng với sai số dòng điện.
• Ki: hệ số khuếch đại tích phân, loại bỏ sai số trạng thái ổn định.
• Kd: hệ số khuếch đại đạo hàm, giúp giảm hiện tượng vượt mức.
• Thời gian lấy mẫu: tần suất vòng lặp chạy.
• Chống tích lũy quá mức: ngăn chặn số hạng tích phân tăng lên quá lớn.

Việc tinh chỉnh là phần khó nhất. Quy tắc Ziegler-Nichols cung cấp điểm khởi đầu. Việc tinh chỉnh thủ công sẽ giúp hoàn thiện nó. Hệ số Kp quá lớn sẽ khiến hệ thống dao động. Hệ số Ki quá lớn sẽ khiến hệ thống vượt quá điểm đặt. Hệ số Kd quá lớn sẽ khuếch đại nhiễu. Mục tiêu là đạt được đáp ứng nhanh chóng, với độ vượt quá tối thiểu và duy trì ở đó. Một số hệ thống tự động tinh chỉnh bằng cách đưa tín hiệu đầu vào dạng bước và đo đáp ứng. Một số khác sử dụng phương pháp tinh chỉnh dựa trên mô hình. Bộ điều khiển PID được tinh chỉnh tốt sẽ hoạt động trơn tru mà không gây ảnh hưởng gì. Hệ thống chỉ đơn giản là hoạt động. Một bộ điều khiển được tinh chỉnh kém sẽ dao động, vượt quá điểm đặt hoặc phản hồi chậm chạp. PID không phải lúc nào cũng là bộ điều khiển tốt nhất, nhưng hầu như luôn là bộ điều khiển đầu tiên được thử.