How to make a PID controller in Simulink: a comprehensive guide (باللغة الإنجليزية)

تعلم كيف تصنع وتنفذوحدات التحكم في تعريف المعلماتفي سيمولنك. ويتضمن الدليل كل شيء، من تهيئة البيئة إلى ضبط عناصر التحكم وتحليلها#مسلسل 39 هـ.

1. وفيما يلي مقدمة موجزة للموضوع:

يعد جهاز التحكم في تعريف المنتج مكونًا مهمًا في العديد من أنظمة التحكم الصناعية. وهو يسمح بدقة واستقرار التحكم في العملية. إيتد#39; منصة رائعة لإنشاء وتنفيذ أجهزة التحكم في تعريف المنتج. سوف تدرس هذه المقالة إنشاء وحدة تحكم PID Simulink، بدءًا من إعداد بيئة المحاكاة وانتهاءً بضبط هذه البيئة للحصول على أقصى أداء.

2. سيمولنك: البدء مع البرنامج

رسائل#سنبدأ بالتعرف على (سيمولنك) سيمولنك، وهو جزء من MATLAB&#جناح 39;s، يقدم نهج مخطط الكتلة لأنظمة النمذجة. افتح MATLAB، ثم انقر على زر Simulink لإنشاء Simulink. لإنشاء نموذج، انقر فوق نموذج فارغ هذا سيفتح صفحة سيمولنك ابدأ. يسمح لك متصفح مكتبة سيمولنك بإضافة الكتل اللازمة لتصميمات وحدة التحكم PID. وتشمل الكتل الأساسية مراقب تحديد الهوية الشخصية، ووظيفة النقل لنموذج المحطة، فضلاً عن البالوعات والمصادر المختلفة مثل كتل الخطوة والنطاق.

3. تصميم أجهزة تحكم تعريف الهوية الشخصية

Simulink&#الخطوة الأولى هي بناء نموذج للمحطة. نمذجة النبات باستخدام كتلة وظيفة النقل. النموذج يمثل النظام الذي تحاول السيطرة عليه. يمكنك، على سبيل المثال، تمثيل النبات باستخدام نقل من الشكل كسر 1s(s+1).

اضيفوا كتلة الربح ووضِّعوا قيمتها وفقا للربح الذي ترغبون فيه. يمكنك إضافة مكونات مشتقة (D) باستخدام كتلة المجموع. يمكنك أيضًا استخدام وحدة تحكم تعريف المنتج المتاحة من متصفح مكتبة سيمولنك لدمج المكونات الثلاثة في كتلة واحدة.

4. ضبط جهاز التحكم

لتحقيق الأداء التحكمي المطلوب، يجب ضبط وحدة تحكم تعريف المنتج من خلال ضبط مكاسبها المتكاملة والمشتقة والتناسبية. ويمكن الضبط اليدوي عن طريق ضبط المكاسب بشكل تدريجي ومراقبة استجابة النظام. يقدم Simulink تطبيقًا يسمى PID Tuner الذي يعمل على الضبط التلقائي. انقر نقرًا مزدوجًا فوق وحدة تحكم معرِّف المعلمات ثم انقر فوق زر التوليف لاستخدام موالف تحديد الهوية الشخصي. ويقوم تولير بحساب أفضل معلمات تعريف المعلمات تلقائيًا استنادًا إلى نموذج المصنع الخاص بك، وخصائص الاستجابة المرغوبة. يسمح لك موالف بضبط وقت الاستجابة والسلوك العابر والمزيد باستخدام أشرطة التمرير

5. محاكاة وتحليل وحدة التحكم في تحديد الهوية الشخصية

يمكنك محاكاة أداء التحكم في تعريف المعلمات بمجرد أن يتم تصميمه ومعايرته. قم بتوصيل كتلة النطاق بخرج وحدة النموذج وقم بتوصيل الكتلة الخطوة بالمدخلات لرؤية الاستجابة. تحليل النتائج وتشغيل المحاكاة لتحديد المتحكم#مسلسل 39 هـ. من خلال تنويع معلمات تعريف المعلمات، يمكنك مقارنة تقنيات الضبط المختلفة وملاحظة التأثير على استجابة النظام. يقدم سيمولنك أدوات مختلفة لتقييم أداء وكفاءة مراقب تعريف الهوية الشخصية، مثل مخططات بود أو مخططات استجابة الخطوات.

6. أفضل النصائح والميزات

يمكنك استخدام الميزات المتقدمة مثل كتل التشبع ومضاد التشبع لتحسين أداء وحدة التحكم في تعريف المعلمات. يمنع نظام مكافحة windup تراكم المدى المتكامل بشكل كبير عندما يكون ناتج وحدة التحكم مشبعًا. يمكنك تحقيق ذلك عن طريق إضافة كتل التشبع للحد من إخراج وحدة التحكم، وكتل الحساب الخلفي لضبط الحدود المتكاملة وفقا لذلك. يمكنك أيضًا تحسين أداء معرِّف المعلمات من خلال تجربة طرق ضبط وتكوينات مختلفة. تتيح لك مرونة سيمولنك اختبار سيناريوهات مختلفة وضبط وحدة التحكم للحصول على أفضل أداء.

7. وتخلص المادة إلى ما يلي:

Simulink&#يتضمن تصميم وحدة تحكم تعريف المنتج من خطوات متعددة. ويشمل ذلك تهيئة البيئة، وإنشاء نموذج المصنع، وتركيب معرفات البيانات الشخصية، وضبط البارامترات، وتحليل الأداء. Simulink هو أداة قوية مع واجهة بديهية التي تجعله منصة عظيمة لمحاكاة و تصميم PID. يمكنك إنشاء وحدة تحكم في معرِّف المعلمات تكون قوية وفعالة ومصممة لتلائم التطبيق الذي تستخدمه باتباع هذه الخطوات يمكنك تحسين أداء التحكم من خلال تجربة مختلف التصاميم وتقنيات الضبط.