Understanding PID Controlers: Compents, Working and Applications (باللغة الإنجليزية)

إف. إف#39 ؛ ت

فهمجهاز التحكم في الهويةالمكونات، العمل، والتطبيقات

التعرف على أجهزة التحكم في تعريف الهوية الشخصية ومكوناتها ومبادئ عملها وتطبيقاتها في التشغيل الآلي الصناعي والتحكم في درجة الحرارة والتحكم في سرعة المحركات. اكتشاف مزايا وتحديات استخدام وحدات تحكم تعريف المنتج في أنظمة التحكم الحديثة.

  1. مكونات وحدة التحكم في كشف الهوية الشخصية

المتحكم التناسبي المتكامل المشتق (بالإنجليزية: Proportional-Integral-Derivative controller) هو شكل من أشكال آلية التغذية الراجعة لدائرة التحكم التي توجد عادة في أنظمة التحكم الصناعية. تلعب أجهزة التحكم في تعريف المنتج دورًا لا غنى عنه في الحفاظ على الإخراج المطلوب من خلال تقليل الخطأ بين النقطة المحددة المرغوبة وقيم الإخراج الفعلية -تلعب أجهزة تعريف المنتج هذا الدور بفعالية عند التحكم في الأجهزة المنزلية للآلات الصناعية المعقدة نظرًا لقدرتها على التحكم الدقيقة والمستقرة.

  2. المقدمة

ضابط تعريف الهوية الشخصي#المكون التناسبي لـ 39;s والذي يشار إليه أيضًا بـ K_p ينتج مخرجات تتناسب طرديًا مع أي قيمة خطأ حالية. يحدد K_p استجابته ؛ على سبيل المثال في أنظمة التحكم في درجة الحرارة إذا انحرفت درجات الحرارة عن النقطة المحددة فإن استخدام K_p فقط يمكن أن يؤدي إلى أخطاء الحالة الثابتة التي لا تصل إلى النقطة المحددة بالكامل.

  3. المكون المتكامل (I)

لمعالجة أخطاء الحالة الثابتة، يعالج المكون المتكامل هذه الأخطاء عن طريق تجميع قيم الخطأ مع مرور الوقت وإضافة هذه القيمة الإجمالية مرة أخرى إلى مخرجات المتحكم. يحدد K_i قوة هذا التصحيح ؛ من خلال النظر في القيم السابقة لقيم الخطأ ومراعاة قيم مخرجات النظام السابقة كمؤشرات للتصويب المحتمل، يمكن لعنصر متكامل أن يكفل استيفاء مخرجات النظام في نهاية المطاف لنقطة محددة ؛ ففي نظم التحكم في السرعة، مثلا، حيث تنخفض سرعة المحركات باستمرار عن القيمة المرغوبة، ستؤدي زيادة جهد التحكم إلى أن تصل السرعة إلى القيمة المرغوبة للنقطة المحددة، إلى السماح لهذا العنصر المتكامل بالتكيف حسب الضرورة إلى أن تصل النقطة المحددة المطابقة أو أن يتم الوصول إليها في نهاية المطاف ؛ باستخدام القيم السابقة لقيم الخطأ يضمن خروج النظام في نهاية المطاف الوصول إليه#39 نقطة الضبط المطلوبة

  4. Derivative (D) Componentalitat

 يتوقع المكون المشتق الاتجاهات المستقبلية للخطأ عن طريق حساب معدل التغير والتفاعل وفقا لذلك، باستخدام K_d للتحكم في سرعة تغير الأخطاء مع مرور الوقت. كجزء من نظام التحكم في الذراع، يمكن للمكون المشتق أن يوفر تأثيرات تخميد من خلال توقع تحولات سريعة في خطأ الموقع للمساعدة في سلاسة الحركة في حين تجنب أيضا الحركات المفاجئة.

كيفية عمل أجهزة التحكم في تحديد الهوية

تعمل أجهزة التحكم في تعريف المعلمات من خلال حساب قيم الخطأ باستمرار بين النقطة المحددة المطلوبة وقيم متغيرات العملية المقيسة، مع تطبيق التصحيح على أساس الحدود النسبية والمتكاملة والمشتقة لإرسالها إلى المشغلات لتعديل العملية من أجل تقليل قيم الخطأ قدر الإمكان من خلال آليات حلقة التغذية الراجعة التي تضمن الاستقرار داخل الأنظمة الخاصة بها مع الاستجابة بفعالية في حالة حدوث اضطرابات أو ظروف غير متوقعة.

ويمكن أيضًا أن تساعد أجهزة التحكم في تعريف المنتج في ضمان الحفاظ على السرعة المطلوبة من خلال التحكم في مواضع الخانق للحفاظ عليها. إذا كان المنحدر الصاعد يقلل من السرعة ويتسبب في أخطاء في الملاحة، مما يؤدي إلى أخطاء تخفف من الأخطاء -في مثل هذا السيناريو يزيد ضابط تعريف المعلمات من الخانق للتعويض والحفاظ على سرعة المركبة ثابتة.

  5. PID Controller Applications and Their Benefits (PDF Download Available) (باللغة الإنجليزية).

أتمتة الصناعة

وتستخدم وحدات التحكم في تعريف المنتج على نطاق واسع في التشغيل الآلي الصناعي لمختلف العمليات بما في ذلك درجة الحرارة والضغط والتدفق والتحكم في المستوى. في المصانع الكيميائية على سبيل المثال، تساعد وحدات التحكم في تعريف المنتج على ضمان ظروف التفاعلات المثلى وكذلك جودة المنتج من خلال تنظيم درجة الحرارة والضغط في المفاعلات.

  6. تنظيم درجة الحرارة

تستخدم أجهزة التحكم في تعريف المنتج المستخدمة في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء ضوابط الإخراج التفاضلية (DIAC) لإدارة درجة الحرارة من خلال تنظيم الإخراج وفقًا لأي اختلاف بين درجة حرارة الغرفة المطلوبة ودرجة حرارة الغرفة الفعلية -وهذا يضمن جو مريح مع تحسين استهلاك الطاقة.

تلعب أجهزة التحكم في تعريف السرعة دورًا محوريًا في تطبيقات التحكم في سرعة المحرك مثل أحزمة الناقلة والمركبات الكهربائية من خلال الضبط المستمر لمدخلات المحرك للحفاظ على السرعات المطلوبة بغض النظر عن تقلبات الحمل والاضطرابات.

لدى أجهزة التحكم في تحديد الهوية الشخصية العديد من التطبيقات ذات الصلة بخلاف الروبوتات والطيران الفضائي، مثل أنظمة تحديد المواقع الروبوتية ومعالجة الإشارات في الاتصالات. تتطلب الروبوتات حركة دقيقة للذراعين الروبوتيين بينما تقوم وحدات التحكم في تعريف الهوية الشخصي بتثبيت الطائرات أثناء الطيران بينما تستخدم الاتصالات وحدات التحكم في تعريف الهوية الشخصي لأغراض معالجة الإشارات وإدارة معدلات إرسال البيانات.

مزايا وعيوب أنظمة الطاقة الشمسية الكهربائية في أستراليا

فوائد وحدة التحكم في المعلومات الشخصية

توفر وحدات التحكم في تعريف المنتج مزايا عديدة لمختلف الصناعات والتطبيقات، بما في ذلك البساطة والموثوقية والفعالية. توفر معرفات المعلمات تحكما دقيقا بينما تقلل في نفس الوقت من مستويات خطأ الحالة الثابتة لتحسين استقرار النظام -وهما خاصيتان جعلتا من وحدات التحكم في معرفات المعلمات شائعة جدا بين المهندسين اليوم. وعلاوة على ذلك، فإن التنفيذ والموالفة عمليتان سهلتا تجعل من وحدات التحكم في تعريف المنتج خيار الانتقال عبر العديد من القطاعات.

PID Controller Limits and Challenges (باللغة الإنجليزية)

على الرغم من أن أجهزة التحكم في تعريف الهوية الشخصي تقدم العديد من المزايا، إلا أن لها نصيبها من السلبيات والتحديات. قد تعاني معرفات المعلمات في أنظمة ذات تأخيرات زمنية كبيرة أو عدم خطوط. ضبط معلماته الثلاثة (K_p و K_i و K_d) قد يكون تحديا ويتطلب التجربة والخطأ أو تقنيات التحسين المتقدمة لأغراض الضبط الدقيق. وعلاوة على ذلك، قد لا تكون أجهزة التحكم هذه مناسبة للأنظمة شديدة التعقيد التي تتطلب استراتيجيات تحكم تكيفية أو تنبؤية.

  7. خاتمة

أصبحت أجهزة التحكم في تعريف المنتج مكونات لا غنى عنها في أنظمة التحكم الحديثة، حيث توفر تنظيمًا دقيقًا ومستقرًا عبر العديد من التطبيقات. قدرتها على تقليل الخطأ في حين تلبية الناتج المطلوب يجعلها لا غنى عنها في المجالات الممتدة التصنيع إلى الفضاء.