Control pid

Control PID de amplificador operacional
CIRCUITO

 
                             OP_PID1.CIR                Download the SPICE file
Todos hemos oído hablar de las maravillas del controlador PID, con lo que la salida de un sistema - temperatura, velocidad, luz - a su punto deseado de forma rápida y precisa. Pero ahora, su jefe dice que el diseño está bien, uno para nosotros. Aunque hay unnúmero de maneras de hacerlo, el circuito anterior separa muy bien los tres términos en tres circuitos individuales amplificador operacional. Vamos a construir en SPICE, prueba de cada término y, finalmente, lo colocan en un controlador de velocidad del motor para poner a punto. Si lo desea, tomar una rápida revisión de control PID. 

EL CONTROLADOR PID
¿Qué son los componentes básicos necesariospara un sistema servo? Se ven iguales el circuito de abajo. El amplificador de error que da una revisión de la realidad constante. ¿Cómo? Se compara en la que desea ir, Vset, con el lugar donde estamos ahora, Vsensor, calculando la diferencia entre los dos, Verr = Vset - Vsensor. El controlador PID tiene este error y determina el voltaje aplicado a la unidad del proceso en un intento de llevarVset = Vsensor o Verr = 0.

Amplificador de error. Un circuito clásico para el cálculo del error es un amplificador operacional sumando. En el controlador, XOP1 realiza el cálculo de error. Recordar que la etapa de síntesis es un amplificador de inversión, se calcula su producción con R1 = R2 = R3 = 10 kW.Verr = - (Vset / R1 + Vsensor / R2) ∙ R3
        = (Vset + Vsensor) ∙ (10 k / 10 k)
       = - ( Vset + Vsensor )
Pero, ¿cómo calcular el verano la diferencia? Bueno, sí requiere que el circuito del sensor produce un voltaje de salida negativa. Suponiendo que Vsensor es el negativo de la Vsensor sensor de tensión real = - Vsens, se obtiene la diferencia.
Verr = -( Vset - Vsens )
Usted puede ver la función del amplificador de error de esta manera. Cuando Vsensor es exactamente elnegativo de Vset, las corrientes a través de R1 y R2, iguales y opuestos, se anulan entre sí al entrar en la unión los amplificadores operacionales de suma. Se termina con error cero corriente a través de R3 y por supuesto 0V, o cero, en la salida. Cualquier diferencia entre Vset y Vsensor-, se traduce en una tensión de error en la salida que el controlador PID puede actuar. Usted puede ver la funcióndel amplificador de error de esta manera. Cuando Vsensor es exactamente el negativo de Vset, las corrientes a través de R1 y R2, iguales y opuestos, se anulan entre sí al entrar en la unión los amplificadores operacionales de suma. Se termina con error cero corriente a través de R3 y por supuesto 0V, o cero, en la salida. Cualquier diferencia entre Vset y Vsensor-, se traduce en una tensión deerror en la salida que el controlador PID puede actuar.
OP AMP PID. ¿Cómo hacemos para que los términos PID de la Verr tensión de error? Recurrimos a tres circuitos simples amplificador operacional. Si usted necesita, tener una revisión del amplificador amplificador operacional, circuitos integrador y diferenciador.
  | Term | Op Amp Circuit Function |
  | P |     Amplifier:        Vo = (RP2 /RP1) ∙ Verr |
  | I |     Integrator:       Vo = 1/(RI∙CI)  ∙   ∫ Verr dt |
  | D |     Differentiator:   Vo = RD∙CD ∙ dVerr / dt |
Por último, hay que añadir los tres términos PID juntos. Una vez más la XOP5 amplificador sumador nos es muy útil. Debido a que el amplificador de error, PID y los circuitos sumando tipos invertir, tenemos que añadir un último amplificador operacional inversorXOP6 para que el resultado final positivo, dado un Vset positivo.

Salida del proceso. EOUT representa un modelo muy simplificado de un proceso para ser controlados, tales como la velocidad del motor, por ejemplo. La ganancia de 100 podría representar una función de transferencia de salida de 100 RPM / V. Para incluir los efectos de la inercia del motor, hemos añadido algunas retardo en la...