PID döngüsü neden salınım yapar?

Salınımın kaynakları

Salınım, döngü kazancı ile gecikmesini dengeleyemediğinde başlar. Kazanç yüksekse küçük bir hata büyük bir düzeltme üretir ve düzeltme aşırıya kaçar. İntegral süresi (Ti) proses gecikmesine göre çok kısaysa, I terimi geç gelen bilgiye hızlı tepki verir ve sistem titrer. Ölü zaman, yani çıkış değişimi ile ölçümdeki değişim arasındaki gecikme, faz kaymasına yol açar.

Valf sürtünmesi ve boşluk (backlash), valfin hareketini kesik ve gecikmeli yapar. Bu durumda döngüde sınır çevrimi denen sürekli bir salınım oluşabilir. Çıkış doygunluğu da integral sarmasıyla salınımı kötüleştirir.

Örnek: Ziegler–Nichols ile başlangıç ayarı

Bir sıcaklık döngüsünde yalnızca P kullanılıyor ve kazanç artırılıyor. Kazanç Ku = 4 olduğunda çıkış sabit genlikte, sürekli salınıyor. Bu salınımın periyodu Pu = 20 s olarak ölçülüyor (hipotetik). Klasik Ziegler–Nichols kapalı döngü kurallarına göre:

• Kp = 0,6 × Ku = 0,6 × 4 = 2,4
• Ti = Pu / 2 = 10 s; Ki = Kp / Ti = 2,4 / 10 = 0,24 (1/s)
• Td = Pu / 8 = 2,5 s

Bunlar yalnızca bir başlangıçtır. Döngü hâlâ salınıyorsa Kp'yi daha da düşürmek ya da Ti'yi büyütmek gerekebilir.

Teşhis ve yaygın hatalar

İlk adım salınım periyodunu ölçmektir. Kısa periyot çoğu zaman yüksek kazancı ya da gürültülü türevi, uzun periyot ise yavaş integrali ya da büyük proses gecikmesini düşündürür. Ancak periyot tek başına yetmez; kontrolör çıkışını ve ölçümü aynı grafikte çizin. Valf stiksiyonunda kontrolör çıkışı kare ya da üçgen dalgaya benzeyebilir. Yaygın hata, salınımı yalnızca ayar değiştirerek gidermeye çalışmaktır. Önce valfin, pozisyonerin ve sensörün sağlığına bakın.

Sık sorulanlar