How to Make a PID Controller: Comprehensive Guide for Beginners (باللغة الإنجليزية)

تعلم كيفية إنشاء وحدة تحكم في تعريف المنتج باستخدام هذا الدليل الشامل. فهم مبادئ التحكم في تعريف المعلمات وإعداد الجهاز وكتابة الخوارزمية وضبط وحدة التحكم واختبار النظام. مثالي لأنظمة التحكم الصناعية والتطبيقات المختلفة.

1. المقدمة

وحدة تحكم المشتق التناسبي المتكامل (PID) هي آلية تغذية راجعة لدائرة التحكم الصناعي. ويحسب باستمرار الأخطاء بين النقطة المحددة المطلوبة وقيم متغيرات العملية المقيسة ويطبق التصحيح على أساس حدود التكامل النسبي والمشتقات لمعالجة هذه التناقضات. تلعب أجهزة التحكم في تعريف الهوية الشخصي دورًا أساسيًا في درجة الحرارة وسرعة المحرك وضوابط العملية من بين مجالات التطبيق الأخرى.

2. فهم التحكم في معرِّف المعلمات

وينتج التحكم النسبي قيم مخرجات تتناسب مع أي قيمة خطأ حالية في حين ينظر مصطلح التكامل إلى تراكم الأخطاء الماضية في حين يتنبأ مصطلح الاشتقاق بالأخطاء المستقبلية على أساس معدل التغيير. ضابط تعريف الهوية الشخصي#يمكن رؤية التمثيل الرياضي ل 39 هنا:

$$U(t) = K_p, E(t), + K_iint E(t), Dt + K_d de(t)dt حيث U هي مخرج التحكم و E هي الخطأ ؛ K هو كسب تناسبي و K_d هو كسب تفاضلي على التوالي.

3. المكونات المطلوبة

ولإنشاء وحدة تحكم في تعريف المعلمات، ستكون العناصر التالية مطلوبة. * يمكن أن يعمل أيضاً متحكم دقيق مثل أردوينو ؛

* أجهزة الاستشعار: تعتمد أنواع أجهزة الاستشعار على تطبيقك (أجهزة استشعار درجة الحرارة أو جهاز الترميز الدوار مثلاً).

المشغِّلات: الأجهزة المستخدمة لتنظيم العمليات (مثل المحركات والسخانات).

* الإمداد بالطاقة: مصدر طاقة كاف لدعم وظائف المتحكم الدقيق والمشغِّل.

* البرمجيات: مكتبة أردوينو IDE ومكتبة تعريف المنتج PID

4. اطلع عليه بتاريخ 21 ديسمبر 2011. Set of Hardware WASP 21.

وصل المشغلات: صل المشغلات مباشرة بدبابيس إخراج وحدة التحكم الدقيقة الخاصة بك باستخدام برامج التشغيل أو المرحلات المناسبة حسب الضرورة.

3. مصدر الطاقة: لتوفير طاقة موثوقة لكل من وحدة التحكم الدقيقة والمشغلات، تأكد من أن معدلات الجهد والتيار تتوافق مع متطلبات تطبيقك.

اكتب خوارزمية تعريف الهوية الشخصية

1. استيراد المكتبات: تأكد من أن جميع المكتبات الضرورية موجودة في رسم أردوينو الخاص بك.

1. تحديد المتغيرات: إعداد المتغيرات لضبط إعدادات الإدخال والإخراج.

نقطة تحديد جذبية مزدوجة نقطة إدخال/إخراج.

1.

بدء كائن تعريف المعلمات: إنشاء وتكوين كائن تعريف المعلمات باستخدام معلماته.

مُعرِّف البيانات الشخصي (مُدخل، مخرج، نقطة محددة، Kp، Ki، Kd و مباشر) ؛

1. وظيفة الإعداد: عند تكوين وحدة تحكم في معرِّف المعلمات في وظيفة الإعداد هذه

1. إنشاء حلقة التحكم في تعريف المنتج باستخدام هذه الوظيفة.

حلقة الفراغ () ؛ مدخلات = قراءة مماثلة (استشعار Pin) ؛ myPID.Compute() ؛

الكتابة التناظرية (مسمار التشغيل، المخرجات) ؛ *

5. ضبط جهاز التحكم في الهوية الشخصية

ضبط وحدة تحكم معرّف المعلمات يتضمن ضبط ثلاثة معلمات (K_p)، (K_i)، و (K_d)، حتى يتم تحقيق أداء التحكم المطلوب. ومن الأساليب الشائعة في هذا الصدد تقنية زيغلر -نيكولز ؛ ) التي تنطوي على وضع (K_i) و (K_d) مساويين للصفر قبل زيادة (K_p) حتى يبدأ تذبذب النظام، قبل إدخال تعديلات أخرى على هذه المعلمات التي تستند إلى صيغ محددة.

1. الفحص الأولي والتنقيح

 شغّل جهاز التحكّم في الهوية الشخصية قم بتحميل الرمز مباشرة إلى وحدة تحكم دقيقة أطفئ وحدة التحكم 2. الخطوات التالية (الاختبار والتنقيح).

3. النتائج وضبط بارامترات PID حسب الحاجة 3.

استكشاف المشكلات وإصلاحها حسب الحاجة

الضوضاء في قراءات جهاز الاستشعار وتشبع المشغل والاستقرار.

6. التطبيقات والأمثلة

وحدات التحكم في تعريف المنتج هي أدوات متعددة الاستخدامات تستخدم في مختلف مواقف العالم الحقيقي. فعلى سبيل المثال، تستخدم في نظم التحكم في درجة الحرارة للحفاظ على درجات الحرارة المرغوبة عن طريق تعديل الطاقة الموردة للسخانات ؛ وبالمثل في تنظيم سرعة المحرك يمكن أن تنظم أجهزة التحكم في معرفات الحركة سرعات المحرك عن طريق تغيير الجهد المطبق مباشرة. توضح مثل هذه الأمثلة التحكم في تعريف المنتج#تعدد الاستخدامات والفعالية.

7. خاتمة

يتطلب إنشاء وحدة تحكم معرِّف المعلمات فهم مبادئها وتثبيت الأجهزة اللازمة وكتابة خوارزمية معرِّف المعلمات وضبط وحدة التحكم واختبار نظامها. من خلال اتخاذ هذه الخطوات بعناية وكفاءة يمكن أن يؤدي تصميم وحدة تحكم واحدة في تعريف المنتج إلى عدة تطبيقات ذات موثوقية وأداء أكبر من بدائلها.