Regulator PID w Python’ie
Kto szukał kodu regulatora PID do zastosowania w malinie, ten wie czym taki regulator jest. Dla nie wtajemniczonych wyjaśniam, że jest to regulator którego zadaniem jest jak naszybsza (z zachowanie stabilności funkcjonowania) reakcja na błąd, a dokładniej jak najszybsza jego eliminację.
Klasycznym przykładem zastosowania jest regulator temperatury np. w pomieszczeniu. Wyobraźmy sobie że zimą, ktoś otwiera wszystkie okna w domu, co powoduje że temperatura drastycznie spada. Zadaniem regulatora jest tak sterować źródłem ciepła (piecem, grzejnikami) aby temperatura w pomieszczeniu jak najszybciej powróciła do pożądanej temperatury. W tym celu wykorzystuje trzy elementy regulacji – proporcjonalny, różniczkowy i całkujący (PID – proportional, integral, derivative).
No ale może tyle na temat wyjaśnień co to jest, więcej na temat doboru nastaw pojawi się w innym wpisie. Teraz skupmy się na samym kodzie regulatora.
p=PID(3.0,0.4,1.2) # podajesz nastawy PID
p.setPoint(5.0) # podajesz punkt odniesienia dla mierzenia błędu
while True:
pid = p.update(measurement_value) # w pętli wywołujesz fukncję odświeżania wartości regulatora
class PID:
"""
Discrete PID control
"""
def __init__(self, P=2.0, I=0.0, D=1.0, Derivator=0, Integrator=0, Integrator_max=500, Integrator_min=-500):
self.Kp=P
self.Ki=I
self.Kd=D
self.Derivator=Derivator
self.Integrator=Integrator
self.Integrator_max=Integrator_max
self.Integrator_min=Integrator_min
self.set_point=0.0
self.error=0.0
def update(self,current_value):
"""
Calculate PID output value for given reference input and feedback
"""
self.error = self.set_point - current_value
self.P_value = self.Kp * self.error
self.D_value = self.Kd * ( self.error - self.Derivator)
self.Derivator = self.error
self.Integrator = self.Integrator + self.error
if self.Integrator > self.Integrator_max:
self.Integrator = self.Integrator_max
elif self.Integrator < self.Integrator_min:
self.Integrator = self.Integrator_min
self.I_value = self.Integrator * self.Ki
PID = self.P_value + self.I_value + self.D_value
return PID
def setPoint(self,set_point):
"""
Initilize the setpoint of PID
"""
self.set_point = set_point
self.Integrator=0
self.Derivator=0
def setIntegrator(self, Integrator):
self.Integrator = Integrator
def setDerivator(self, Derivator):
self.Derivator = Derivator
def setKp(self,P):
self.Kp=P
def setKi(self,I):
self.Ki=I
def setKd(self,D):
self.Kd=D
def getPoint(self):
return self.set_point
def getError(self):
return self.error
def getIntegrator(self):
return self.Integrator
def getDerivator(self):
return self.Derivator
current value jest zmienną którą monitorujesz i wpływasz na układ aby regulować jej wartość. Może to być tempreatura, ciśnienie czy odchylenie w danej osi.
Powodzenia w projektach. 🙂
