How to Program a PID Controller: A Comprehensive Guide (باللغة الإنجليزية).

1.التحكم في تعريف المعلماتالنظرية: فهم النظرية

تستند نظرية تعريف الهوية الشخصي إلى ثلاثة مكونات: النسبية (P)، والتكامل (I)، أو المشتقة (D). كل عنصر مهم للنظام.

مصطلح الشركة النسبية ينتج نتيجة تتناسب مع الخطأ. هذا المكون يقلل من الخطأ الكلي، لكنه قد لا يكون قادرا على القضاء على كل منها.

يستخدم مصطلح المكون المتكامل لحساب الأخطاء السابقة. يساعد هذا المصطلح على إزالة الأخطاء المتبقية التي لا يمكن إزالتها بالمصطلحات النسبية.

* عنصر مشتق: يستخدم هذا المصطلح للتنبؤ بالأخطاء المستقبلية استناداً إلى معدل تغيرها. وهذا يحسن استقرار النظام ووقت استجابته.

ويمكن التعبير عن معادلة معرّف المعلمات رياضيا على النحو التالي:

$$

u(t) = K_p e(t) + K_i\int e(t)dt + K_d\fracde (t) dt.

$$

حيث (u(t)، هو ناتج التحكم، (e(t)، هو الخطأ و (K_p)، (K_i)، و (K_d) هي المكاسب بالتناسب والتكامل والاشتقاق على التوالي.

2. إنشاء بيئة التنمية

تحتاج إلى إعداد بيئة التطوير الخاصة بك قبل أن تتمكن من برمجة تعريف المعلمات. وهذه هي الخطوات التي يجب اتباعها:

1.

اختر لغة البرمجة: C و Python و Arduino هي خيارات شعبية.

2.

اختر منصة الأجهزة: المنصات الأكثر شيوعا هي أردوينو أو راسبيري باي.

3.

قم بتركيب البرمجيات والمكتبات اللازمة. قم بتثبيت IDE Arduino وأي مكتبات ذات صلة إذا كنت تستخدم Arduino.

3. تطبيق خوارزمية PID

وتُنفَّذ خوارزمية تحديد الهوية الشخصية على عدة مراحل:

1.

تهيئة المتغيرات: تحديد النقطة المحددة، واكتساب تعريف الهوية التبادلية، ومعالجة المتغيرات.

2.

اكتب حلقة التحكم في تعريف المعلمات

* حساب مصطلحات الخطأ: (e(t), = "text"setpoint-"text" variable process)

حساب المصطلحات النسبية: (P = K_ptimes e(t).

حساب التكامل: (I = K_i مضروبة في int E(t) Dt)

حساب حد المشتقة: (D = K_d مضروبًا في كسورديت (t)dt)

ويمكن تلخيص شروط تعريف المنتج على النحو التالي:

1.

تطبيق مخرجات التحكم: ضبط النظام باستخدام مخرجات التحكم.

ضبط جهاز التحكم

لتحقيق أفضل أداء، ضبط مكاسب K_i و K_d إلى القيمة المطلوبة. بعض الطرق الشائعة هي:

طريقة زيغلر نيكولز: هذه هي تقنية الضبط الإرشادي التي تعطي مكاسب أولية.

* نصائح للاستخدام العملي: عدّل المكسب التكاملي أولاً، ثم المكسب المشتق. اختبار وتحسين أداء وحدات التحكم.

اعتبارات للاستخدام العملي

ضع في الاعتبار ما يلي عند تنفيذ الضوابط الخاصة بوحدات تعريف المنتج:

استخدام أساليب مضادة للتجعد لمنع مصطلح متكامل من التراكم بشكل مفرط.

* تصفية المصطلحات المشتقة: الحد من الضوضاء باستخدام مرشح الترددات المنخفضة.

* الاستقرار والمتانة -اختبار المتحكم في مختلف الحالات للتأكد من ثباته وصلابته.

أمثلة على المشروعات

وفيما يلي مثالان على أجهزة التحكم في تعريف المعلمات:

1.

التحكم في درجة الحرارة: استخدام معرِّف المعلمات لتنظيم درجة حرارة نظام التدفئة.

2.

التحكم في سرعة المحرك: يمكن استخدام وحدة التحكم في تعريف المعلمات للتحكم في سرعة محركات التيار المستمر.

4. وتخلص المادة إلى ما يلي:

إن فهم نظرية التحكم، وإعداد بيئة التطوير، وإنشاء الخوارزمية وضبط وحدة تحكم معرفات المعلمات، كلها أمور ضرورية لبرمجة معرفات المعلمات. وسيتيح لك اتباع هذه الخطوات تصميم وتطبيق أجهزة تحكم في تعريف الهوية الشخصية لتطبيقات مختلفة.