はじめに: 自動制御の分野では、PID コントローラーは古典的な制御戦略であり、さまざまな産業および非産業プロセスで広く使用されています。制御システムの複雑さが増すにつれて、PID 直列マルチ閉ループ制御と PID 並列マルチ閉ループ制御は、複雑な制御問題を解決するための重要な方法になります。この記事では、利点と欠点の観点から 2 つの制御戦略を比較し、さまざまなアプリケーション シナリオでの適用可能性について説明します。
1. PID シリアル マルチ クローズド ループ制御 PID シリアル マルチ クローズド ループ制御は、複数の PID コントローラーをカスケード接続する階層型制御方式です。各 PID コントローラーの出力は次のレベルのコントローラーの入力として使用され、マルチレベルの閉ループ制御システムを形成します。この制御戦略の利点には主に次の側面が含まれます。
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明確な構造、理解と実装が簡単: PID シリアル マルチ閉ループ制御は、複雑な制御問題を複数の単純な閉ループ問題に分解するため、システム構造が明確で理解しやすく、実装しやすくなります。
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制御は段階的に最適化できます。PID シリアル マルチ閉ループ制御は、制御レベルに応じて制御リンクを段階的に最適化し、システムの安定性とパフォーマンスを向上させます。
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優先順位の問題への対処が容易: PID シリアル マルチ閉ループ制御は、さまざまな制御要件に対するシステムのニーズを満たすために、さまざまな閉ループの階層関係を調整することにより、制御タスクの優先順位を合理的に割り当てることができます。
ただし、PID シリアル マルチ閉ループ制御にはいくつかの欠点もあります。
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閉ループ間の強い結合: PID シリアル マルチ閉ループ制御の階層構造により、閉ループ間の結合が強くなります。1 つの閉ループに問題があると、システム全体のパフォーマンスに影響を与える可能性があります。
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追加の遅延が発生する可能性があります。PID シリアル マルチ閉ループ制御における各閉ループの計算遅延により、システムの応答速度がある程度影響を受ける可能性があります。
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より多くのコンピューティング リソースが必要: PID シリアル マルチ閉ループ制御では、コントローラーの出力を段階的に計算して転送する必要があるため、より多くのコンピューティング リソースとコントローラーが必要です。
2. PID並列マルチクローズドループ制御 PID並列マルチクローズドループ制御は、複数のクローズドループを並列に接続し、各クローズドループが独自のPIDコントローラを持ち、独立して出力を計算する制御方式です。最終的なコントローラ出力は重み付けされて合計され、最終的な制御システム出力が形成されます。この制御戦略の利点には主に次の側面が含まれます。
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閉ループ間の結合は小さいです。PID 並列マルチ閉ループ制御では、各閉ループは比較的独立しており、1 つの閉ループの問題が他の閉ループに影響を与えることはなく、システムの安定性にも影響を及ぼしません。は高い。
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複数の制御タスクを同時に処理可能: PID 並列マルチ閉ループ制御は、複数の制御タスクを同時に処理して、さまざまな制御要件に対するシステムのニーズを満たすことができます。
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閉ループの重みは柔軟に調整可能: PID 並列マルチ閉ループ制御は、さまざまな閉ループの重みを調整して制御タスクの優先順位を合理的に割り当て、さまざまな制御要件に柔軟に対応できます。
ただし、PID 並列マルチ閉ループ制御にはいくつかの欠点もあります。
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比較的複雑な構造: PID 並列マルチ閉ループ制御には、複数の独立した閉ループ コントローラーの並列計算と加重和計算が含まれるため、制御システムの構造は比較的複雑です。
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コンピューティング リソースの要件が高い: PID 並列マルチ閉ループ制御では、複数の閉ループの出力を同時に計算し、加重和計算を実行する必要があるため、コンピューティング リソースの要件は比較的高くなります。
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デバッグが難しい: PID 並列マルチ閉ループ制御には複数の独立した閉ループ コントローラーが含まれ、適切な重みパラメーター設定が必要なため、デバッグは比較的困難です。
結論: 要約すると、PID シリアル マルチ閉ループ制御と PID 並列マルチ閉ループ制御は効果的な制御戦略であり、さまざまなアプリケーション シナリオや制御要件に適しています。PID シリアル マルチ クローズド ループ制御は、制御タスクの明確な優先順位が必要な比較的単純な制御システムに適しており、PID パラレル マルチ クローズド ループ制御は、複数の制御タスクを同時に処理する必要がある複雑な制御システムに適しています。 。特定のアプリケーションでは、理想的な制御効果を達成するために、実際の状況に応じて適切な制御戦略を選択し、最適化およびデバッグする必要があります。