PIDSimulations

Приложение для симуляции ПИД-регулятора с продвинутым термическим моделированием.

Описание

PIDSimulations - это desktop-приложение на PyQt6, предназначенное для моделирования и анализа поведения ПИД-регулятора в системах температурного контроля. Приложение позволяет настраивать параметры регулятора и симуляции, визуализировать результаты в реальном времени. Изменяя параметр инерции системы и скорости нагрева можно моделировать поведение разных систем и влияние коэффициентов регулирования на управляющее воздействие.

Основные возможности

• Настройка коэффициентов ПИД-регулятора (Kp, Ki, Kd)
• Задание параметров симуляции (начальная температура, уставка, скорость нагрева)
• Учет тепловой инерции системы
• Визуализация процесса в реальном времени
• Интерактивные графики с возможностью масштабирования
• Удобный пользовательский интерфейс

Теория: ПИД-регулятор

ПИД-регулятор (пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор) описывается следующим уравнением:

$$ u(t) = K_p e(t) + K_i \int_0^t e(\tau) d\tau + K_d \frac{de(t)}{dt}, $$

где:

• u(t) — выходная величина регулятора;
• e(t) = r(t) - y(t) — ошибка, разница между уставкой r(t) и фактическим значением y(t);
• Kp — пропорциональный коэффициент;
• Ki — интегральный коэффициент;
• Kd — дифференциальный коэффициент.

Каждая из составляющих выполняет свою функцию:

1. Пропорциональная часть: реагирует на текущую ошибку.
2. Интегральная часть: компенсирует накопленные ошибки.
3. Дифференциальная часть: учитывает скорость изменения ошибки, предотвращая перерегулирование.

Использование

1. Запустите приложение.
2. Установите коэффициенты ПИД-регулятора.
3. Задайте параметры симуляции.
4. Нажмите "Провести симуляцию".
5. Наблюдайте за результатами на графике.

Системные требования

• Windows 10 или новее
• 4 GB RAM
• 100 MB свободного места на диске

Установка

1. Скачайте последнюю версию приложения из раздела Releases.
2. Распакуйте архив в удобное место.
3. Запустите pid-sim.exe.

Разработка

Требования для разработки

• Python 3.8 или новее
• PyQt6 6.7.1
• numpy
• matplotlib

Установка зависимостей

poetry install

Запуск из исходного кода

poetry run pid-sim

Сборка

poetry run pyinstaller --name=pid-sim --onefile --windowed --add-data "src/*;src"  --hidden-import PyQt6.QtCore --hidden-import PyQt6.QtGui  --hidden-import PyQt6.QtWidgets  --hidden-import numpy --hidden-import matplotlib --hidden-import core --hidden-import gui src/gui/main.py

Лицензия

MIT License