How to Design a PID Controller in MATLAB-Step-by-Step Guide (باللغة الإنجليزية)

تعلم كيف تصمموحدة التحكم في تعريف المعلماتفي MATLAB مع هذا الدليل الشامل. اتبع الإرشادات خطوة بخطوة لتركيب وحدة التحكم في معرِّف المعلمات وضبطها وتحسينها للحصول على أفضل أداء للنظام

  1.المقدمة

وحدات التحكم التناسبية المتكاملة المشتقة (PID) هي آلية تحكم لا تقدر بمال في مختلف التطبيقات الهندسية، وتساعد على ضمان الخرج المطلوب عن طريق تقليل الخطأ بين النقطة المحددة المطلوبة والمخرجات الفعلية. إن المهارة في تصميم أجهزة التحكم في تحديد الهوية الشخصية في نظام MATLAB تتيح للمهندسين تنظيم أداء النظام على نحو دقيق مع التحكم الدقيق والاستخدام الأمثل ؛ لذلك ستنقلكم هذه المقالة خطوة فخطوة عبر كل مرحلة من مراحل عملية التصميم هذه.

  2. قبل البدء في تصميم وحدة تحكم تعريف المنتج

قبل تصميم وحدة تحكم تعريف المنتج، تأكد من تركيب MATLAB و Control System Toolbox وجاهزيتها لاستخدامك. إطلاق MATLAB وإنشاء إما برنامج نصي أو مشروع نص حي من البداية. ويوفر ذلك جميع الأدوات الأساسية وحيز العمل لتصميم ومحاكاة تصاميم أجهزة التحكم في تعريف الهوية الشخصية ومحاكاتها.

 3. نمذجة النظام

تتمثل الخطوة الأولى في تصميم وحدة تحكم تعريف المنتج الشخصي في نمذجة النظام الذي تسعى إلى التحكم فيه من خلال إنشاء وظيفة النقل الخاصة به (والتي تمثل كيفية تأثير المدخلات على مخرجات أي مصنع أو عملية معينة). يمكنك تحديد وظيفة النقل باستخدام MATLAB عن طريق تشغيل هذا الأمر

النظام =tf([البسط، المقام]) ؛

يستعاض عن [البسط] و [المقام] بالمعاملين من نظامكم#وظيفة نقل 39. 

  4. تصميم وحدة تحكم تعريف الهوية الشخصية في MATLAB.

هناك طريقتان لتصميم وحدات تحكم تعريف المعلمات باستخدام MATLAB: استخدام تطبيق توليف تعريف المعلمات الخاص به أو الضبط اليدوي.

1. قم بتشغيل تطبيق الموالف بواسطة إدخال الأمر التالي

1. سيقوم التطبيق تلقائيًا بتحسين معلمات تعريف المعلمات لتتناسب مع نظامك وبعد الضبط، قم بتصديرها لمزيد من التقييم في بيئة مساحة العمل الخاصة بك. 2. بعد إجراء التحسين، شارك وحدة التحكم الخاصة بك ونفذها من خلال Workbench لمزيد من التحقيق والتنفيذ.

الموالفة اليدوية:

1. تحديد معلمات تعريف المعلمات مثل Kp و Ki و Kd للضبط اليدوي. 2. قم بإنشاء وحدة تحكم معرِّف المعلمات باستخدام الأمر

1. استخدام وظائف التغذية الراجعة لإغلاق الحلقة وتحديد وظيفة النقل: C = Kp + Ki + Kd.

بعد تصميم وحدة تحكم تعريف المنتج، استخدم محاكاة استجابة النظام لأغراض التقييم. استخدام تحليل دالة الخطوات لرسم استجابتها للخطوات ؛ بالنسبة لأنظمة الحلقة المغلقة، يمكن لهذه الاستجابة المرسمة للخطوة أن توفر رؤى أكثر من استجابتها المتكررة:

الخطوة (T) ؛ لتحديد ما إذا كان المتحكم يلبي جميع المواصفات المطلوبة، يجب فحص مقاييس الأداء الرئيسية بما في ذلك وقت الارتفاع ووقت الاستقرار وتجاوز الحد بدقة.

  5. تحسين جهاز التحكم

إذا لم يحقق التصميم الأولي معايير الأداء، قد تكون هناك حاجة إلى تحسين معلمات تعريف الهوية الشخصية لجعلها ضمن معايير مقبولة. يعرض MATLAB وظيفة الضبط الصوتي للضبط الآلي

[C, info] = PIDtune(&#صفحة 39.#39;, C) ؛

تعمل هذه الوظيفة على تحسين معلمات تعريف المنتج استنادًا إلى معايير محددة مسبقًا من أجل توفير أقصى قدر من الكفاءة.

تنفيذ المراقب المالي في سيمولنك

يقدم سيمولنك محاكاة قوية وحلول تنفيذ في الوقت الحقيقي، بما في ذلك نمذجة ومحاكاة المتحكم في PID. ما عليك سوى إنشاء نموذج دقيق لنظامك في سيمولينك وإضافة كتلة وحدة التحكم في تعريف الهوية الشخصية ؛ تكوين هذه الكتلة مع معلمات مخصصة قبل المحاكاة لتحليل النتائج وتحديد أين يجب إجراء التحسينات.

  6. خاتمة

وتتطلب صياغة جهاز تحكم في أجهزة تحديد الهوية الشخصية باستخدام MATLAB خطوات متعددة، من نمذجة نظامك إلى تحسين جهاز التحكم. باتباع هذا الدليل، يمكنك صياغة تعريف مسبق فعال يضمن الأداء الأمثل للنظام -تذكر أن الضبط المتكرر والتحقق من الصحة هما عنصران هامان في الوصول إلى النتائج المرجوة