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

تعلم كيف تعملوحدة التحكم في تعريف المعلماتمع دليلنا الشامل. فهم أدوار المكونات النسبية والمتكاملة والمشتقة، واتباع التعليمات خطوة بخطوة لتحقيق الأداء الأمثل والاستقرار في نظام التحكم الخاص بك.

  1. المقدمة

تلعب وحدات التحكم PID -أو وحدات التحكم التناسبية المتكاملة المشتقة -دورًا لا غنى عنه في الإعدادات الصناعية من خلال الحفاظ على مستويات الخرج المرغوبة عند مستويات الخرج المرغوبة. ومن الضروري ضبط هذه الأجهزة يدويا لتحقيق أعلى مستوى من الأداء والثبات من أجل تحقيق المستوى الأمثل من الأداء والثبات ؛ في هذه المقالة نقدم دليلا تفصيليا لضبط وحدة تحكم تعريف المعلمات يدويا، مع التأكيد على كل مكون#أهمية، مع خطوات عملية للضبط الفعال.

  2. فهم مكونات PID

من أجل التحكم الأمثل في تعريف الهوية المسبق، من المهم أن تفهم مكوناتها الثلاثة أدوارها: نسبي (P)، تكاميلي (I)، ومشتق (D).

* نسبي (P): يستجيب العنصر التناسبي لأي أخطاء حاليّة بين النقطة المحددة المطلوبة ومتغير العملية الفعلي عن طريق التعديل التناسبي للناتج استجابة، مما يساعد على خفض مستويات الخطأ الإجمالية وعدد الشكاوى المقدمة ضد ممارستنا.

* التكامل (I): يعالج هذا المكون الأخطاء مع مرور الوقت عن طريق دمج أي أخطاء حالة ثابتة لتوفير إجراءات تصحيحية وضمان أن متغيّر العملية يلبي نقطة التحديد الخاصة به.

* الاشتقاق (D): يتنبأ المكون المشتق بالأخطاء المستقبلية على أساس معدل تغيرها، مما يساعد على تخفيف التذبذبات وضمان استقرار النظام عن طريق اتخاذ إجراءات تصحيحية تتناسب مع هذا المعدل.

  3. الاستعداد للضبط

قبل البدء في أي عملية موالفة، تأكد من أن النظام آمن ومستقر للتشغيل. ابدأ بوضع كل من المكاسب المتكاملة والمشتقة مرة أخرى إلى الصفر قبل ضبط المكاسب النسبية.

خطوات الضبط اليدوي

يتضمن الضبط اليدوي لجهاز التحكم في تعريف المنتج تغيير كل مكون تدريجيًا حتى تصل إلى استجابة النظام المطلوبة.

الخطوة الأولى: ضبط الربح النسبي

زيادة المكاسب النسبية تدريجياً إلى أن يبدأ النظام في التذبذب ؛ ثم خفضها قليلا حتى تظهر التذبذبات وتثبيتها مع تعديلات المكاسب النسبية الصغيرة حتى يحدث تذبذب مستقر. وإذا حدث هذا، قم بخفض P بمقدار زيادة واحدة حتى يحدث التذبذب المستقر مرة أخرى.

الخطوة الثانية: ضبط الربح المتكامل (I).

زيادة التدريج في المكسب المتكامل (I) للقضاء على خطأ الحالة الثابتة.

الحفاظ على الاستقرار عن طريق مراقبة أي تذبذبات وتعديل I وفقا لذلك حسب الحاجة من أجل استعادة التوازن في نظامكم.

الخطوة الثالثة: تحسين الإشتقاق (D).

زيادة مكاسب المشتقات تدريجيا لتخفيف التذبذبات و 2. صقل D وفقاً للاستجابة السريعة دون تجاوز أو تأخير في نظم الاستجابة.

  4. الفحص والتحقق

بعد ضبط وحدة تحكم تعريف الهوية الشخصية، من المهم إجراء جلسات اختبار والتحقق من صحة أدائها. إجراء اختبارات استجابة الخطوات استجابة للتغيرات في قيم النقاط المحددة ؛ تعديل المكاسب وفقا لمعايير مثل زمن الارتفاع ووقت التسوية وأوقات تجاوز الحد ؛ إجراء التعديلات اللازمة على المكاسب وفقا لتلك المقاييس ؛ التأكد من أن النظام يفي بالمواصفات المطلوبة في جميع الظروف البيئية -وهذا يضمن استقراره في ظل البيئات المتغيرة.

يمكن أن يمثل ضبط وحدة تحكم تعريف المعلمات يدويًا العديد من التحديات وغالبًا ما يتم البحث عن حلول. وفيما يلي بعض المسائل وسبل علاجها الممكنة:

* الضوضاء والاضطرابات: يمكن للضوضاء في متغيرات العملية أن تؤثر سلباً على أداء المتحكم، لذلك يجب استخدام تقنيات التصفية أو تعديل مكاسب المشتقات من أجل الحد من تأثيرها السلبي.

* الإفراط في تجاوز الهدف والتذبذبات: إذا أظهر نظام ما تجاوزا في الهدف أو تذبذبا، فقم بتقليل المكاسب النسبية والمتكاملة كخطوة أولى وضبط المكاسب المشتقة من أجل تحسين الاستقرار.

* الحفاظ على الاستقرار: للحفاظ على استقرار النظام في ظل ظروف تشغيل مختلفة، القيام دورياً بتعديل وإعادة ضبط جهاز التحكم في تعريف المنتج الخاص به مع إجراء أي تعديلات ضرورية على المكاسب حسب الاقتضاء.

  5. دراسات الحالة في أبحاث الحالة.

المثال 1: ضبط وحدة تحكم في تعريف المعلمات لنظام تسخين

يعمل جهاز التحكم في تعريف المعلمات على تنظيم درجة الحرارة عن طريق تغيير خرج طاقة السخان. ومن خلال اتباع خطوات الضبط اليدوي، تم تحديد الكسب النسبي لتحقيق استجابة مستقرة لدرجة الحرارة ؛ تم تحسين المكسب المتكامل بحيث يتم القضاء على أخطاء الحالة الثابتة ؛ )، وزيادة صقل المكاسب المشتقة من أجل تخفيف أي تذبذبات قد تنشأ استجابة لذلك.

المثال 2 لضبط تعريف المعلمات في التحكم في المحرك

تم استخدام جهاز تحكم في تعريف الهوية الشخصية في تطبيق التحكم في المحرك هذا للتحكم في سرعته. لتحقيق التحكم الأمثل، تم تعديل الكسب النسبي حتى تذبذبت سرعة المحرك قليلا قبل أن يتم تخفيضها لتحقيق الاستقرار. وعُدلت المكاسب المتكاملة وفقا لذلك من أجل تصحيح أخطاء الحالة الثابتة في حين جرى صقل المكاسب الاشتقاقية لتوفير إجراءات التسارع/التباطؤ السلس.

  6.  خاتمة

الضبط اليدوي لوحدة التحكم في تعريف المعلمات ينطوي على اتباع نهج محسوب ويمكن الوصول إليه ينطوي على فهم كل مكون#دور 39;s، مع الصيانة المنتظمة والضبط الأساسي في الحفاظ على الأداء والثبات في أي نظام تحكم. ومن خلال الالتزام بهذه الخطوات ومعالجة العقبات الشائعة عند ظهورها، يمكن الوصول إلى الأداء والثبات الأمثل داخل أي نظام تحكم. وينبغي أن تضمن فحوصات الصيانة المنتظمة استمرار الالتزام بالمواصفات التي تم تصميمها.