A comprehensive guide to the implementation of a PID controller (باللغة الإنجليزية)
سوف يعلمك هذا الدليل الشامل كيفية إعدادوحدة التحكم في تعريف المعلمات.
فهم تقنيات التصميم والضبط للأداء الأمثل مهم في مختلف التطبيقات.
2. فهم التحكم في معرِّف المعلمات
يشيع استخدام نظام التحكم في التغذية الراجعة لأجهزة تعريف المنتج لأنه يجمع بين ثلاثة مكونات: نسبية، تكاملية، ومشتقة. ونظام التحكم في تعريف الهوية الشخصي متعدد الاستخدامات لأن كل مكون له مساهمته الفريدة في العمل العام.
التحكم النسبي: المكون الذي يعدل الناتج بالتناسب مع الخطأ (الفرق بين النقطة المحددة المطلوبة ومتغيرات العملية الفعلية) هو. المراقب#يتم تحديد استجابة 39 من الكسب النسبي، KpK_p.
التحكم المتكامل: يضيف هذا المكون الأخطاء مع مرور الوقت ويصحح أي حالة ثابتة أو أخطاء مستمرة. المكسب المتكامل (KiK_i)، الذي يستند إلى الخطأ التراكمي، يؤثر على التصحيحات.
التحكم المشتق: من خلال النظر في معدل تغيير الخطأ، يمكن للمكون المشتق التنبؤ بالاتجاه في المستقبل. يساعد الكسب المشتق KdK_d على تثبيط استجابة النظام وتقليل التجاوز والتذبذبات.
ويمكن التعبير عن معادلة معرّف المعلمات رياضيا على النحو التالي:$$U(t), = K_i + K_iint e (t)dt, + K_dfracddt e (t) dt.$$
الخطأ هو e(t).
3. ما هي المكونات والأدوات المطلوبة؟
سوف تحتاج إلى الأدوات والمكونات التالية لتنفيذ وحدة تحكم تعريف المعلمات
وحدة التحكم في تعريف المنتج للأجهزة/البرامج: تشمل وحدات التحكم في تعريف المنتج التجارية، أو وحدات التحكم الشخصية المحدودة (PLCs) والمتحكمات الدقيقة.
أجهزة الاستشعار الدقيقة ضرورية لمراقبة المتغيرات مثل درجة الحرارة والضغط أو الموقع.
الناشطات: تقوم الناشطات مثل المحركات أو السخانات أو الصمامات بتنفيذ إجراء التحكم المطلوب على أساس إخراج وحدة التحكم.
المتحكم الدقيق/PLC لمعالجة بيانات المستشعر، ولتنفيذ خوارزميات PID، يلزم وجود متحكم دقيق/PLC.
4. طريقة خطوة بخطوة
تكوين النظام
ابدأ بتحديد النقاط المحددة والمتغيرات الخاصة بك للتطبيق. اختر المجسات والمحركات المناسبة لنظامك يعتمد أداء وحدة التحكم على دقة وموثوقية البيانات التي تقدمها أجهزة الاستشعار.
2. تصميم جهاز التحكم في تحديد الهوية الشخصية
يعد حساب المكاسب التكاملية والمشتقة جزءًا من تصميم تعريف المنتج. والمكاسب هي التي تحدد استقرار وحدة التحكم واستجابتها. يمكن حساب المكاسب باستخدام طرق مختلفة مثل زيغلر نيكولز أو برامج مثل MATLAB.
3. ضبط وحدة التحكم في الهوية الشخصية
عملية التوليف أمر حاسم لتحقيق أقصى أداء. زيغلر نيكولز هي واحدة من العديد من الطرق التي يمكن استخدامها لضبط مكاسب تعريف الهوية الشخصي. طريقة زيغلر -نيكولز هي طريقة شائعة لضبط مكاسب تعريف الهوية الشخصي. وهو ينطوي على تعديل المكاسب الأولية، مما يسبب التذبذبات ومن ثم الضبط الدقيق للقيم.
اعتبارات الضبط هي:
منع الركلة المشتقة: تأكد من أن المكون المشتق لا#لا تسبب تغييرات مفاجئة في التحكم في المخرجات.
Clamping Integrator: الحد من المكون المتكامل من أجل تجنب التراكم المفرط للأخطاء.
4.4. الفحص والتحقق
لمراقبة أداء وحدة التحكم، محاكاته في إعداد متحكم به. التحقق من وحدة التحكم باستخدام بيانات العالم الحقيقي من أجل التحقق من أنها تفي بالمواصفات المطلوبة. اختبر جهاز التحكم باستخدام سيناريوهات مختلفة.
5. مثال على الاستخدام العملي
تطبيق تعريف المنتج في أردوينو يمكنك استخدام أردوينو لتنفيذ ضوابط تعريف المنتج لتطبيقات التحكم في درجة الحرارة. أردينو#تجعل مكتبة تعريف المنتج 39 من السهل تعيين المخرجات وتحديد القيمة المطلوبة.
أجهزة التحكم في تعريف المنتج في التشغيل الآلي الصناعي: تستخدم أجهزة التحكم في تعريف المنتج في التشغيل الآلي الصناعي لتنظيم الضغط في الأنابيب. ويمكن تنفيذ أجهزة التحكم في تعريف المنتج باستخدام أجهزة التحكم الشخصية لضمان التحكم الدقيق والاندماج السلس في نظم التشغيل الآلي القائمة.
6. وتخلص المادة إلى ما يلي:
ولتحقيق أفضل أداء، يتطلب نظام التحكم في تعريفات الأداء معرفة متعمقة لجميع أجزائه وضبطها بعناية. يمكن لمتحكمات تعريف المعلمات، عند استخدامها بشكل صحيح، تحسين دقة وكفاءة العديد من العمليات الآلية. وفي المستقبل، قد يكون من الضروري استكشاف استراتيجيات تحكم متقدمة مثل التحكم التنبؤي للنماذج وأجهزة التحكم التكيفية في تحديد الهوية الشخصية.