How to Determine PID Controller Paramters: A Comprehensive Guide (باللغة الإنجليزية)

تعلم كيفية تحديدوحدة التحكم في تعريف المعلماتمع دليلنا الشامل. استكشاف الضبط اليدوي، زيغلر -نيكولز، كوهين -كون، وأدوات البرمجيات لأداء النظام الأمثل.

  1. جهاز التحكم في الهوية

المتحكمات التناسبية المتكاملة المشتقة (PID controllers)، التي يشار إليها أيضًا باسم المتحكمات التناسبية التكاملية والمشتقة هي أدوات أساسية في أنظمة التحكم الصناعية. تعمل مؤشرات تحديد الهوية عن طريق المساعدة في الحفاظ على المخرجات المطلوبة للنظم عن طريق تقليل الخطأ بين النقطة المحددة ومتغيرات العمليات إلى أدنى حد -باستخدام شروط التعديل التناسبية والمتكاملة والمشتقة باعتبارها مدخلات التحكم الخاصة بها ؛ إن ضبط هذه المصطلحات بشكل فعال هو مفتاح الأداء الأمثل للنظام.

  2. فهم بارامترات PID

* يحدد هذا المعيار كيفية تفاعل المكسب النسبي مع الأخطاء الحالية ؛ زيادة قيم Kp يوفر تفاعلات أقوى، ولكن ارتفاع قيم Kp يمكن أن يسبب تذبذب النظام أو عدم الاستقرار إذا تم تعيين عالية جدا.

معلمات التحكم الحدسية في نماذج تعريف المنتج * يتحكم هذا المتغير في رد فعل الكسب النسبي للأخطاء الحالية. توفر قيمة Kp الأعلى استجابات أقوى ولكن المبالغة قد تسبب عدم استقرار المتذبذب التذبذب أو التذبذب وعدم استقرار النظام التذبذب أو عدم استقرار مكونات نظام التحكم.

التحكم النسبي اكتساب Kp * يحدد كيفية تفاعل Kp مع الأخطاء الحالية من خلال الاستجابة مع حلقة التحكم النسبي. قيمه تحدد استجابته في حين أن الإعداد العالي جدا يمكن أن يؤدي إلى التذبذب أو عدم الاستقرار في حدود المدى =2.................... 3 أنظمة التحكم المتغيرة 4 3 2.

وستؤدي وحدة التحكم التناسبية لكل خطأ تصادفه إلى استجابة أقوى

رد الفعل ضده من قبل أعلى قيمة Kp التي تؤدي بسرعة أكبر بمجرد ظهور الخطأ أو التذبذب أو عدم الاستقرار يحدث داخل نظامها = 4 3 2 3 كسب التحكم كسب الكسب الكسب المحدد KP يحدد الذي يشير إلى استجابته ضد أخطاء الخطأ الحالية مع قيمة أعلى KP توفير استجابات أقوى، ولكن كبير جدا KP يمكن أن يؤدي إلى التذبذب عدم الاستقرار داخل النظام 3 4 4 3.

 ربح بارامترات PID 3 ربح واستقرار

الربح المتكامل

* يعالج المكسب التكاملي الأخطاء المتراكمة على مر الزمن بالمساعدة في القضاء على الأخطاء المتبقية في الحالة الثابتة التي لا يمكن أن يصححها المصطلح التناسبي، ومع ذلك يمكن أن يتسبب الارتفاع الشديد في Ki في تجاوز وعدم استقرار مفرط في النظم التي تحتوي على العديد من العناصر (قيمة Ki > (100). 3.

كسب الاشتقاق (Kd) * كسب الاشتقاق يتنبأ بالأخطاء المستقبلية عن طريق تتبع معدل التغيير ويوفر تأثير مثبط، وبالتالي تحسين استقرار النظام ووقت الاستجابة. لسوء الحظ، قد تزيد قيم Kd العالية من الضوضاء أو تؤدي إلى سلوكيات لا يمكن التنبؤ بها وتؤدي إلى سلوكيات غير متوقعة تعرض فوائدها للخطر.

  3. طرق ضبط معلمات تعريف المعلمات،

الضبط اليدوي يتطلب ضبط معلمات تعريف المعلمات يدويًا من خلال التجربة والخطأ، بدءًا من ضبط Ki و Kd إلى الصفر قبل زيادة Kp تدريجيًا حتى يبدأ التذبذب في نظامك، وبعد ذلك يجب تعديل Ki من أجل القضاء على خطأ الحالة الثابتة بينما يجب أن يقلل Kd التذبذبات. [2، 3، 4]. 2. الضبط اليدوي [2. ، 3، 4، 5، 6، 7، 8، 9]/[2، 3، 4، 5، 7، 10، 12]،

طريقة زيغلر -نيكولز * هذه التقنية، التي شاع استخدامها من قبل زيغلر -نيكولز نفسه، تنطوي على زيادة تدريجية لـ Kp حتى يُظهر نظامك تذبذبات مستمرة (المكسب النهائي أو Ku). بعد أي قياس Pu، واستخدام صيغة Ziegler-Nichols لتحديد قيم Ki و Kd.

* تستخدم طريقة كوهين -كون، المناسبة لنظم الحلقة المفتوحة، تحليل منحنى تفاعل العمليات لاختيار بارامترات التعرّف التفاعلي التفاعلي التي توازن بين الاستقرار والاستجابة. وفي نهاية المطاف يوفر هذا توازنا جيدا من الاستقرار والاستجابة في بيئة النظام المفتوح. إنه 4.

أدوات البرنامج

* يوجد عدد من الأدوات البرامجية للضبط التلقائي لمعرفات البيانات الشخصية. وباستخدام خوارزميات متقدمة، تعمل هذه البرامج على تمكين التحسين السريع لمعلمات تعريف الهوية الشخصية بسرعة ودقة ــ الأمر الذي يوفر الوقت ويحسن الأداء.

  4.  اعتبارات عملية

عند ضبط وحدات التحكم في معرِّف المعلمات، يجب مراعاة هذه الاعتبارات العملية

1. الاستقرار والأداء المبادلات

* تحقيق التوازن بين الاستقرار والأداء أمر بالغ الأهمية: فالإفراط في التوليف قد يؤدي إلى عدم الاستقرار ؛ ويمكن للمحافظين أن يبطئوا أوقات الاستجابة إلى حد كبير. 2-6 الاستقرار ومعادلات الأداء 2.6 2. الضبط المستقر * وينبغي أن يكون الهدف هنا هو تحقيق التوازن بين هذه العناصر من أجل تحقيق أفضل نتائج في مجال الأداء ؛ قد يسبب الضبط العدواني المفرط عدم الاستقرار في حين أن الإعدادات المحافظة قد تبطئ الاستجابة أكثر من اللازم

تأثير الضوضاء والاضطرابات

يمكن للضوضاء والاضطرابات أن تؤثر بشكل كبير على أداء وحدات التحكم في تعريف الهوية الشخصي، لذلك من خلال استخدام المرشحات أو استخدام طرق الضبط القوية يمكنك التخفيف من آثارها السلبية. 

Real World Applications of PID Controllers (باللغة الإنجليزية)

يمكن استخدام أجهزة التحكم في تعريف المعلمات في العديد من التطبيقات في العالم الحقيقي، من تنظيم درجة الحرارة وتنظيم سرعة المحرك، إلى إدارة العمليات في المصانع الكيميائية وغيرها. كل تطبيق قد يتطلب استراتيجيات ضبط مختلفة.

  5. خاتمة

ويعد الضبط الصحيح لمتحكمات تعريف المنتج أمرًا ضروريًا للأداء الأمثل للنظام. من خلال فهم الأدوار التي يلعبها Kp و Ki و Kd وتطبيق طرق الضبط المناسبة (الضبط اليدوي و Ziegler-Nichols Cohen Coon أو أدوات البرمجيات)، يمكن الحصول على نظام تحكم مثالي ومستجيب. يجب أن يكون هدفنا دائما تقليل الخطأ مع الحفاظ على الاستقرار