TECHNICAL CONTENT - Controllore PID per il controllo automatico di processi

Ciao a tutti Steemians!
Oggi voglio parlarvi dei controllori PID: dei sistemi che lavorano in retroazione negativa per il controllo di variabili all'interno di sistemi a controllo automatico. Sono i controllori più largamente usati nell'industria perchè semplici teoricamente (ma non sempre semplice è la loro applicazione e il loro use case) e molto efficienti. Nonostante siano stati teorizzati 100 anni fa sono ancora i più stabili e funzionali nel mercato.

Controllore PID pneumatico

Mi spiego meglio usando il meno possibile il gergo tecnico:
Supponiamo di avere una stanza da riscaldare, che si trova nell'istante iniziale a una temperatura più bassa di quella da raggiungere. Allora il sistema di controllo della temperatura, con sensori annessi, dice alla pompa di calore di accendersi. Quindi la temperatura aumenta, e la potenza della pompa di calore viene gestita in tempo reale dal controllore, a seconda del valore di temperatura della stanza raggiunto. Dopo un certo intervallo di tempo (che dipende da potenza della pompa, grandezza della stanza, numero di persone dentro la stanza, numero finestre ecc...) la temperatura target sarà raggiunta, quindi ci troviamo in condizioni a regime, e il controllore lavorerà per mantenere lo stato attuale del sistema.

Processi simili esistono in ogni sistema in cui c'è la necessità di controllare una determinata variabile, per farle raggiungere un valore desiderato entro dei limiti di tempo, in un certo modo, e senza che eventuali disturbi al sistema causino problemi.

Digital PID controllers

È qua che intervengono i controllori PID, che sono in grado di gestire problemi controllo di varia natura, in modo efficace e relativamente semplice.

PID controller explanation

Come funzionano nella pratica? Di solito viene posta la variabile in ingresso (set point) uguale al valore che si vuole raggiungere in output, una retroazione negativa dell'output permette un controllo sull'errore (y-ysp) di tipo P proporzionale, I integrativo, D derivativo. In parole povere l'errore viene corretto dal controllore, cercando di portarlo a 0, sulla base del suo stato passato, presente e futuro. Sembra complicato ma un piccolo approfondimento può far capire meglio come funzionano e perchè sono ancora così tanto usati!