ระบบควบคุมแบบ PI,PD และ PID คือ

ระบบควบคุมแบบ PI (Proportional-Integral) และ PD (Proportional-Derivative) เป็นประเภทของระบบควบคุมที่ใช้ในวิศวกรรมควบคุม (Control Engineering) เพื่อให้กระบวนการทำงานได้ตามที่ต้องการและ PID (Proportional-Integral-Derivative) เป็นระบบควบคุมที่ใช้ 3 ส่วนหลัก

1.ระบบควบคุมแบบ PI (Proportional-Integral)

Proportional (P): ควบคุมตามความแตกต่างระหว่างค่าตัวแปรที่ต้องการ (Setpoint) และค่าตัวแปรที่วัดได้ (Process Variable) หรือที่เรียกว่า “ข้อผิดพลาด” (Error) โดยการปรับค่าผลลัพธ์ตามสัดส่วนของข้อผิดพลาดนั้นๆ

Integral (I): ควบคุมโดยการสะสมค่าข้อผิดพลาดตามเวลา ซึ่งจะช่วยลดหรือขจัดข้อผิดพลาดที่คงเหลืออยู่อย่างถาวร (Steady-State Error) จากการควบคุมแบบ Proportional เพียงอย่างเดียว

ใช้เมื่อมีข้อผิดพลาดคงที่หรือความผิดพลาดที่สะสมอย่างต่อเนื่อง

ข้อดีและข้อเสีย ระบบควบคุมแบบ PI (Proportional-Integral)

ข้อดี: ลดข้อผิดพลาดในสถานะคงที่ (Steady-State Error) ได้ดี

ข้อเสีย: อาจทำให้ระบบมีการตอบสนองช้าและเกิดการโอเวอร์ชูต (Overshoot) ในบางกรณี

2.ระบบควบคุมแบบ PD (Proportional-Derivative)

Proportional (P): เหมือนกับในระบบ PI ควบคุมตามความแตกต่างระหว่างค่าตัวแปรที่ต้องการและค่าตัวแปรที่วัดได้

Derivative (D): ควบคุมโดยการพิจารณาความเร็วในการเปลี่ยนแปลงของข้อผิดพลาด ซึ่งช่วยลดการสั่นสะเทือน (Oscillation) และโอเวอร์ชูต โดยการตอบสนองอย่างรวดเร็วเมื่อข้อผิดพลาดเปลี่ยนแปลง

ใช้เมื่อระบบต้องการการตอบสนองที่รวดเร็วและลดการสั่นสะเทือน

ข้อดีและข้อเสีย ระบบควบคุมแบบ PD (Proportional-Derivative)

ข้อดี: การตอบสนองที่รวดเร็วและลดโอเวอร์ชูต

ข้อเสีย: ไม่สามารถขจัดข้อผิดพลาดในสถานะคงที่ได้ (Steady-State Error) เพราะไม่มีส่วนของการสะสมข้อผิดพลาด

3. ระบบควบคุมแบบ PID (Proportional-Integral-Derivative)

คือ ระบบควบคุมที่ใช้ 3 ส่วนหลัก

Proportional (P): ควบคุมตามข้อผิดพลาดในปัจจุบัน (ลดข้อผิดพลาดทันที)

Integral (I): ควบคุมตามข้อผิดพลาดสะสม (ขจัดข้อผิดพลาดคงที่)

Derivative (D): ควบคุมตามอัตราการเปลี่ยนแปลงของข้อผิดพลาด (ลดการสั่นสะเทือนและโอเวอร์ชูต)

การรวมทั้ง 3 ส่วนนี้ช่วยให้ระบบตอบสนองได้เร็วและแม่นยำ ลดข้อผิดพลาดและความไม่เสถียร.

สรุป

  • PI ใช้สำหรับลดข้อผิดพลาดในสถานะคงที่ แต่การตอบสนองอาจช้ากว่า
  • PD ใช้สำหรับการตอบสนองที่รวดเร็วและลดการสั่นสะเทือน แต่ไม่สามารถขจัดข้อผิดพลาดในสถานะคงที่ได้
  • PID เป็นวิธีการควบคุมที่ใช้ทั้งสามส่วน (P, I, D) เพื่อให้ระบบตอบสนองได้อย่างแม่นยำ ลดข้อผิดพลาดในระยะยาว และควบคุมความเร็วในการเปลี่ยนแปลงของข้อผิดพลาด ช่วยให้ระบบมีความเสถียรและทำงานได้ตามที่ต้องการ

เรียบเรียงโดย : อับดุลเลาะห์ หวังเหร็ง
อ่านบทความเพิ่มเติมได้ที่ : https://www.itbtthai.com/category/itbt-activities/