Lý thuyết
PID được tạo thành từ cụm từ tiếng Anh đầy đủ là Proportional Integral Derivative. Đây là một cơ chế phản hồi vòng điều khiển trong các hệ thống điều khiển. Bộ điều khiển này được đưa vào sử dụng nhiều nhất trong các hệ thống điều khiển vòng kín hay các hệ thống có tín hiệu phản hồi.
Bộ điều khiển PID sẽ giúp các máy công nghệ tính toán ra các giá trị sai số là hiệu số giữa các giá trị đo thông số về biển đổi và giá trị đặt theo mong muốn. Thông qua điều chỉnh giá trị điều khiển đầu (đầu vào hệ thống) mà nhờ đó hệ thống sẽ giảm được tối đa những sai số, cho hoạt động chính xác hơn và đạt hiệu quả cao hơn.
Để đạt những kết quả tốt nhất, các thông số của PID cần được sử dụng điều chỉnh theo tính chất của hệ thống nó được gắn vào. Ý nghĩa của các thông số:
P (Proportional): Để chỉ đến một phương pháp điều chỉnh tỉ lệ, thông qua đó tạo ra một tín hiệu thông báo về điều chỉnh tỷ lệ so với sai lệch đầu vào theo thời gian tiến hành lấy mẫu.
I (Integral): Là sự phân tích đối với các sai lệch theo thời gian lấy mẫu. Để tạo ra các tín hiệu điều chỉnh sao cho độ sai lệch giảm về mức 0 thì cần sử dụng phương pháp điều khiển tích phân. Từ đó mà người dùng có thể dễ dàng biết được tổng sai số tức thời tính theo thời gian hay chính là sai số tích lũy được trong quá khứ. Điều chỉnh phân tích càng
mạnh khi thời gian tác động thể hiện càng nhỏ, tương ứng với đó là độ lệch cũng nhỏ theo.
D (Derivative): Là vi phân của sai lệch. Điều khiển vi phân sẽ có nhiệm vụ trong việc tạo ra các tín hiệu điều chỉnh để có thể cho tỷ lệ phù hợp nhất với tốc độ thay đổi sai lệch đầu vào. Vấn đề vi phạm điều chỉnh vi phân càng mạnh khi thời gian càng lớn và tương ứng với bộ điều chỉnh để đáp ứng cho thay đổi đầu vào sẽ càng nhanh.
Ứng dụng bộ điều khiển PID
Đối với các hệ thống điều khiển quy trình hiện đại ngày nay thì PID được coi là một bộ điều khiển lý tưởng. Ở hầu hết các ứng dụng điều khiển đối với quá trình tự động trong công nghiệp thì đều dùng đến nó để điều chỉnh nhiệt độ, áp suất, lưu lượng … Cụ thể thì bộ điều chỉnh PID được dùng cho các mục đích như:
Giảm các sai số xác lập ở mức tối thiểu nhất có thể.
Hạn chế được độ dao động.
Giảm thời gian xác lập, độ vọt lố.