How to Tune a PID Controller in Simulink: A Comprehensive Guide (باللغة الإنجليزية)

تعلم كيفية ضبط وحدة تحكم تعريف المنتج في سيمولنك باستخدام هذا الدليل الشامل. اتبع الإرشادات خطوة بخطوة لإعداد الطراز وتهيئة وحدة التحكم واستخدام الموالف والتحقق من وحدة التحكم#مسلسل 39 هـ.

1. المقدمة

وتعد أجهزة التحكم في تحديد الهوية الشخصية عناصر رئيسية في أنظمة التحكم، والتي تستخدم عادة لتنظيم درجة الحرارة والسرعة ومعدل التدفق ومتغيرات العمليات الأخرى. ترمز كلمة PID إلى النسبية والتكامل والاشتقاقية ؛ معاملاتها الأساسية الثلاثة تشكل خوارزميتها وتتطلب الضبط الصحيح من أجل توفير الأداء الأمثل للنظام. توفر بيئة البرمجة Simulink القائمة على MATLAB، أدوات قوية لتصميم وضبط أجهزة التحكم في أجهزة تحديد الهوية الشخصية ؛ سوف ترشدك هذه المقالة خلال هذه العملية في سيمولنك لتحقيق استجابة النظام المرغوبة.

2. وضع نموذج سيمولنك

للبدء مع عرض سيمولنك، افتح سيمولنك وإنشاء نموذج جديد. يجب أن يحتوي نموذج سيمولنك الجديد على عدة كتل مثل أجهزة التحكم في تعريف المنتج والنماذج النباتية وقوالب النطاقات لكي يكتمل ؛ وتقوم كل واحدة منها بوظيفة متميزة -فعلى سبيل المثال، يقوم المراقب المالي لتحديد الهوية الشخصية الشخصية بتنفيذ خوارزمية التحكم في تحديد الهوية الشخصية الشخصية في حين يصور نموذج النبات نظامك الذي تقوم به أنت#إعادة التحكم بينما كتلة النطاق تسمح لك بتصور استجابات النظام بصرياً

1. إطلاق MATLAB وفتح Simulink عن طريق النقر على أيقونة لها، أو كتابة محاكاة الحبر، في نافذة الأمر من MATLAB.

2. ترتيب نموذج جديد من خلال تحديد وتحديد النموذج يمكنك بسرعة إنشاء نماذج سيمولنك جديدة في دقائق فقط! 3

إضافة كتل: استخدم متصفح المكتبة لإضافة كتل وحدة التحكم في تعريف المنتج ونموذج النبات ونطاقه إلى نموذجك.

4. كتل المحتوى: تجميع القطع في نظام تحكم فعال في حلقة مغلقة بربط مخرجاتها من النموذج النباتي بمدخلات المراقب المالي لتحديد الهوية الشخصية وإعادتها كمخرجات إلى النموذج النباتي ؛ بالإضافة إلى ربط كتلة النطاق كناتج لنموذج النبات من أجل تصور استجابة النظام ومراقبة الأداء مع مرور الوقت.

3. بمجرد أن تبتكر نموذجك

بمجرد الانتهاء من إعداد نموذج سيمولنك، يجب أن تكون الخطوة التالية في تكوين كتلة وحدة تحكم تعريف المنتج هي وضع قيمها الأولية لأرباح نسبية (P)، متكاملة (I)، ومشتقة. بالنقر المزدوج على ملف تعريف المنتج هذا يحجبك#39;ll يفتح مربع حوار المعامل الخاص به حيث يمكنك تعيين مكاسب الاشتقاق التكاملي النسبية كقيم أولية للمكاسب P و I و D.

1. مربع حوار (ويجنر بلوك) إلى وحدة تعريف الهوية الشخصية وضع القيم الأولية. قد تتضمن هذه الخطوة إدخال مكاسب P و I و D الأولية، والتي يجب أن تستند إما على تقديراتك الأولية أو خبرتك السابقة مع أنظمة مماثلة.

3. مربع حوار وحدة تحكم الجناح إلى المعلمات الخطوة

حفظ التكوين: النقر فوق موافق سيحفظ الإعدادات ويغلق مربع الحوار هذا.

يوفر Simulink أداة توليف تعريف المعلمات، التي تقوم تلقائيًا بضبط معلمات وحدة التحكم في تعريف المعلمات حتى تصل إلى استجابة النظام المطلوبة. نماذج ربط النبات، يقوم بحساب معلمات تعريف المنتج الأولية على أساس ديناميكيات النظام.

1.

لاستخدام موالف معرِّف المعلمات: يؤدي النقر على زر التوليف داخل كتلة وحدة تحكم معرِّف المعلمات إلى فتح موالف معرِّف المعلمات للتوليف التلقائي لنماذج المصنع ومعلمات معرِّف المعلمات. 2. التوليف التلقائي: عند البدء، سيقوم هذا الموالف بترتيب نماذج المحطة حيث يقوم تلقائيًا بحساب معلمات تعريف التوليف الأولي لأغراض التوليف.

3.

تعديل الاستجابة: استخدام زلاقات وقت الاستجابة والسلوك العابر لصقل استجابة النظام. وينظم وقت الاستجابة كيفية التعرف بسرعة على التغييرات في حالة النظام بينما يتحكم السلوك العابر في تجاوز/وقت الاستقرار.

4. بعد ذلك: لمزيد من التعديلات استخدم وقت الاستجابة/السلوك الانتقالي المتزلجين الذين يتحكمون في سرعة الاستجابة في حين يتحكم السلوك الانتقالي في تجاوز وأوقات التسوية على التوالي

كتلة التحديث: انقر فوق كتلة التحديث لتطبيق معلماتك الشخصية على كتلة وحدة التحكم في تعريف الهوية الشخصية.

4. محاكاة وتحليل الاستجابة

عندما يتم ضبط جهاز التحكم في تعريف الهوية الشخصي الخاص بك إلى أقصى حد، قم بتشغيل محاكاته من أجل مراقبة استجابته. تعرض كتلة النطاق مخرجات نموذج النبات بحيث يمكنك مقارنة قيمها مقابل الإشارة المرجعية الخاصة بك.

1. تشغيل المحاكاة: النقر فوق تشغيل في Simulink&#ستبدأ محاكاة شريط أدوات 39. 2. الاستجابة الملاحظة: سيتيح لنا استخدام كتل النطاقات تصوّر استجابة النظام إذا كان ضبط أجهزة تعريف المعلمات دقيقاً ؛ يجب أن يشبه الخرج بشكل كبير إشارة الخرج المرجعية من قبل وحدة تحكم تعريف المنتج إذا تم الانتهاء من هذه الخطوة بنجاح.

3. تقييم مقاييس الأداء: مراجعة مقاييس الأداء الرئيسية مثل وقت الارتفاع ووقت التسوية والتجاوز لتقييم ما إذا كان نظامك يلبي معايير الأداء المطلوبة.

5. ضبط جهاز التحكم بدقة

إذا لم يحدث التوليف الأولي#وتوفيراً للأداء المنشود، قد يلزم إدخال مزيد من التعديلات على المكاسب المحققة في كشوف الهوية الشخصية من أجل تحقيق النتائج المثلى. لإنجاز هذه العملية خطوة بخطوة بشكل متكرر تغيير مكاسب P و I و D وتشغيل المحاكاة حتى يتم تحقيق النتيجة المطلوبة.

1. المكاسب المتذبذبة في وحدة تعريف المنتج كتلة لضبط المكاسب P و I و D

تكرار: عدل المكاسب حسب الضرورة حتى يحقق نظامك معايير الأداء المطلوبة.

6. التحقق من جهازك

بعد ضبط جهاز التحكم في تعريف المعلمات، من الضروري تأكيد أدائه في ظل ظروف تشغيل مختلفة لضمان الأداء الأمثل حتى أثناء الاضطرابات والتغيرات في المعلمات. التحقق من جهازك

بعد ضبط معلمات جهاز التحكم في تعريف المعلمات بشكل صحيح، يجب التحقق من فعاليتها وفقًا لذلك في بيئات مختلفة -تضمن هذه الخطوة أنها تعمل بشكل موثوق حتى في حالة حدوث اضطرابات أو تغيرات في المعلمات.

1. التحقق من الصحة في ظل ظروف مختلفة: التحقق من صحة وحدة التحكم في تعريف المعلمات المضبوطة الخاصة بك في ظل ظروف تشغيل مختلفة مثل نقاط ضبط واضطرابات مختلفة للتأكد من أنها تظل فعالة عبر جميع الظروف. 2. تحليل المتينة: التحقق من أن أداءها لا يزال ثابتا حتى مع التغييرات في معلمات النظام أو الاضطرابات الخارجية التي تسبب تغييرات في الداخل. ص 3.

تعديل مكاسب تعريف المنتج: إذا كان من الضروري إجراء أي تعديلات إضافية لتحسين المتانة والأداء، تعديل مكاسب تعريف المنتج الأخرى وفقًا لذلك.

7. ضبط جهاز التحكم في الهوية الشخصية

في Simulink ينطوي على إعداد النموذج، وتكوين وضبط وحدة تحكم PID الخاصة به باستخدام Tuner's ميزة الضبط التلقائي، محاكاة وتحليل محاكاة الاستجابة، صقل أداء المتحكم حسب الضرورة والتحقق من أدائه ضد متطلبات النظام المطلوبة. يمكن أن يؤدي الضبط الصحيح لـ تعريف الهوية الشخصي إلى الأداء الأمثل للنظام بالإضافة إلى الاستقرار والقوة -من خلال اتباع هذه المادة#خطوات ستنجح في ضبط وحدة تحكم في معرِّف المعلمات داخل سيمولنك لتلبية احتياجات النظام الخاصة بك والوصول إلى متطلبات الاستجابة المطلوبة لتحقيق الاستجابة المثلى للنظام