Savaime susiderinančio PID reguliatoriaus tyrimas

Abstract

Baigiamajame darbe nagrinėjamas savaime susiderinantis PID reguliatorius: jo veikimo principai, algoritmai ir derinimo metodai. Literatūros analizėje apžvelgtos pagrindinės automatinių valdymo sistemų pereinamųjų procesų charakteristikos, jų derinimo kriterijai. Atlikta pramoninių reguliatorių veikimo algoritmų apžvalga. Teorinėje dalyje išnagrinėta PID reguliatoriaus koeficientų įtaka bendram reguliatoriaus veikimui. Taip pat atlikta rankinių ir paieškinių algoritmų analizė. Sudaryti reguliatoriaus koeficientų paieškos algoritmai. Tiriamojoje dalyje aprašytas eksperimentinis modelis, kuris yra aktualus šiuolaikinėje pakavimo pramonėje. Tiriamojoje dalyje atlikti bandymai, naudojant Zieglerio-Nicholso, dalelių spiečiaus optimizavimo ir Nelder-Mead simplekso PID reguliatoriaus derinimo algoritmus. Šioje dalyje pateikiami programinio kodo fragmentai, kurie leidžia aprašyti PID reguliatorių. Darbo rezultatuose pateikta duomenų analizė, gauta atlikus bandymus su eksperimentiniu modeliu, panaudojant skirtingus derinimo algoritmus.

This master thesis contains a research of self-tuning PID controller. It's principles, working algorithms and tuning methods. The analysis of the literature reviews the main characteristics of automatic control systems and its tuning criteria. Analysis contains major part review about industrial PID self-tuning controllers and its working algorithms. The theoretical thesis part contains analysis of PID controller’s coefficients influence on controller output. Also major part is dedicated to manual and automatic tuning principles. Manual and automatic tuning cases have PID controller’s coefficients search algorithm each. Practical research part contains description about experimental model, which can be adapted in any packaging plant. Major part are experiments with Ziegler-Nichols, Particle Swarm Optimization and NelderMead simplex PID selftuning algorithms. There are program code examples which allows to describe PID controller. In the last, results, chapter there is analysis of experimental data when using described methods.