Ziegler-Nichols-viritysmenetelmä on suosittu tekniikka, jota käytetään PID-ohjaimien parametrien asettamisessa. Se auttaa saavuttamaan tasapainon vaste- ja vakausjärjestelmien välillä. Tämä menetelmä edellyttää kriittisen hyödyn ja värähtelyajan tunnistamista optimaalisen ohjaimen asetusten määrittämiseksi.

Ziegler-Nichols-menetelmän yleiskatsaus

Menetelmän ovat kehittäneet John G. Ziegler ja Nathaniel B. Nichols 1940-luvulla. Se perustuu kokeellisiin menettelyihin, joihin liittyy suhteellisen voiton lisääminen, kunnes järjestelmä värähtelee jatkuvalla amplitudilla. Tärkeimmät parametrit ovat lopullinen voitto (Ku) ja värähtelyaika (Pu).

Menetelmän täytäntöönpanovaiheet

Ensin asettaa kiinteä ja johdannaisen voitot nolla. Lisää suhteellinen voitto vähitellen kunnes järjestelmä saavuttaa pysyviä värähtelyjä. Tallenna tämä voitto Ku ja mittaa jakso oskillation kuin Pu. Näitä arvoja käytetään sitten laskea PID parametreja.

PID-parametrien laskeminen

Ziegler-Nichols-menetelmä tarjoaa erityisiä kaavoja säätimen parametrien asettamiseksi:

  • Maksuvoitto (Kp): 0,6 × Ku
  • Erillinen aika (Ti): 0,5 × Pu
  • Raporttiaika (Td): 0,125 × Pu

Edut ja rajoitukset

Ziegler-Nichols-menetelmä on yksinkertainen ja nopea toteuttaa, joten se sopii alkuviritykseen. Se voi kuitenkin johtaa aggressiivisiin kontrollitoimiin eikä ole ihanteellinen järjestelmille, joilla on korkeat vakausvaatimukset. Hienosäätö voi olla vielä tarpeen tämän menetelmän soveltamisen jälkeen.