En proportionell-integral-derivata styrenhet, känd som en PID-regulator för kort, är en typ av enhet som ofta används i styrsystem. Dessa system styr andra enheter eller system och PID-regulatorn hjälper till att reglera viktiga variabler inom styrsystemet. Det kan bara påverka en eller flera enheter samtidigt. Vanligtvis används det inom industri- och tillverkningsområdet.
För att förstå vad PID-regulatorn gör och varför det är en sådan fördel kan ett exempel från vardagen användas. När en husägare är kall ställer hon in termostaten för värmeaggregatet i sitt hem på önskad temperatur. Temperaturen i huset för närvarande är känd som processvariabeln. En variabel är helt enkelt en faktor, som husets temperatur, som kan förändras över tiden.
Den idealiska temperaturen som husägaren har ställt in sin termostat på kallas börvärdet. Processvariabeln och börvärdet kan vara samma vid en given tidpunkt. Om den aktuella temperaturen i hemmet är på önskad temperatur, skulle de vara desamma. Till skillnad från börvärdet kan dock processvariabeln ändras. Detta händer när huset blir för varmt eller för kallt.
Dessa två termer, processvariabeln och börvärdet, är samma termer som används för att uttrycka hur en PID-regulator fungerar. Regulatorn är inställd för att styra en variabel, oavsett om det är temperatur eller en annan aspekt av systemet den har kontroll över. Regulatorn försöker hitta den bästa lösningen för att hålla denna variabel vid önskat börvärde.
Skillnader uppstår mellan PID-regulatorn och normala regulatorer i hur de fungerar. PID-regulatorn använder en avancerad formel för att försöka förhindra att eventuella fel uppstår. Detta säkerställer att enheterna eller systemen som kontrolleras fungerar så felfritt som möjligt.
Denna formeltyp kallas en algoritm. En algoritm styr åtgärder baserat på vad som händer. Algoritmen skulle ha specifika anvisningar om hur man reagerar på vissa förändringar. Det liknar en tidningsquiz som ställer frågor och sedan använder pilar för att dirigera läsaren till nästa fråga baserat på hennes svar på föregående fråga. På detta sätt är en algoritm en serie olika procedurer som kan följas eller ändras baserat på vad enheten som tar emot beställningarna gör.
Slutligen deltar PID-regulatorn i en återkopplingsslinga. Information skickas ut av kontrollenheten, tas emot av enheterna och information från enheterna skickas tillbaka till kontrollenheten. Styrenheten fattar sedan ett beslut om hur den ska gå vidare baserat på informationen den tar emot och skickar ut den, vilket skapar en kontinuerlig loop.
En huvudfördel sticker ut över resten när man använder en PID-regulator. Den kan styra olika system eller enheter med lite mänsklig interaktion. Detta gör inte bara att arbetarna kan koncentrera sig på andra uppgifter, utan det tillåter också många processer att köras samtidigt. Nackdelen med denna metod kommer från det faktum att kontrollern måste ställas in, vilket innebär att instruktionerna som talar om vad den ska göra måste justeras för att den ska fungera korrekt. För att göra detta krävs avancerad kunskap för att ställa in den här typen av kontroller för att undvika fel.