Understanding PID Controlers: Principles, Compents, and Applications (باللغة الإنجليزية)
تعلم كيفية عمل أجهزة التحكم في تعريف الهوية الشخصية، بما في ذلك مكوناتها ومبادئ عملها وأساليب ضبطها ومزاياها وتطبيقاتها في مختلف الصناعات. اكتشاف أهمية وحدات التحكم في تعريف المنتج في الحفاظ على استقرار النظام وأدائه.
1. Proportional-Integral-Derivative Controllers (باللغة الإنجليزية)
وحدات التحكم PID، أو أنظمة التحكم التناسبية المتكاملة المشتقة، تستخدم على نطاق واسع أنظمة التحكم في التغذية الراجعة المستخدمة في الإعدادات الصناعية. وتستخدم أجهزة التحكم في تعريف المعلمات قيم الخطأ التي يتم حسابها كفرق بين النقطة المحددة المطلوبة ومتغير العملية الذي يتم قياسه لإجراء التصحيحات بناءً على الحدود النسبية والتكامل والمشتقة -مما يوفر تحكمًا مستمرًا في الحالة للحفاظ على ظروف معينة مثل درجة الحرارة أو الضغط أو مستويات السرعة ضمن تفاوت معين. من خلال حساب الأخطاء بشكل مستمر باستخدام المعادلات التي تستخدم قيم الخطأ التي يتم حسابها بشكل مستمر من قيم الخطأ التي يتم حسابها من خلال حسابات الخطأ التي تأخذ مصطلحات تصحيح الخطأ في الاعتبار لمصطلحات تصحيح الخطأ المطبقة بشكل متناسب المشتقة المتكاملة وحدود المشتقة حسب الحاجة يمكن أن تجعل التصحيحات المعتمدة ضرورية.
2. المكونات الأساسية لمراقب بيانات الهوية الشخصية
المكونات الأساسية للمراقب 1. عناصر أساسية لمراقب بيانات الهوية الشخصية من أجل التشغيل السليم [1. المكونات الأساسية لمراقب معلومات الهوية الشخصية التالية [1-1.
المكون النسبي (P)
* ينتج المكون التناسبي قيمة خرج تتطابق مباشرة مع قيم الخطأ الحالية ؛ مكسبها التناسبي يحدد كيفية الاستجابة ؛ وإذا أصبحت مكاسبها أعظم مما ينبغي، فقد يصبح النظام غير مستقر. 2
العنصر المتكامل `1` * يكون العنصر المتكامل مسؤولاً عن جمع أخطاء الماضي ؛ إذا استمرت المشكلة لفترة طويلة، فإن تراكم هذه المشكلة يزيد وبالتالي القضاء على أخطاء الحالة الثابتة المتبقية المرتبطة بأجهزة التحكم التناسبية وحدها.
مشتق العنصر (D) * المكون المشتق يتنبأ بالأخطاء المستقبلية على أساس معدل التغيير، مما يساعد على الحد من تجاوز الحد في حين استقرار النظم في وقت واحد مع تأثير التخميد.
3. مبدأ العمل
تعمل أجهزة التحكم في تعريف المنتج من خلال آلية حلقة التغذية الراجعة. يقوم المتحكم الخاص بهم باستمرار بحساب قيمة الخطأ التي تمثل الفرق بين النقطة المحددة المطلوبة وقيم متغيرات العملية الفعلية ويقوم بتطبيق التصحيح على أساس الحدود النسبية والمتكاملة والمشتقة لتصحيحها.
* مصطلح نسبي: ينتج هذا المصطلح مخرجات ترتبط مباشرة بالخطأ الحالي. وعلى هذا فإذا كان الخطأ الحالي ضخماً فلابد وأن تكون استجابته ضخمة أيضاً من أجل تصحيحه بسرعة.
* مصطلح متكامل: يلخص هذا المصطلح الأخطاء السابقة لإزالة أي خطأ متبقي في الحالة الثابتة وضمان وصول متغير العملية في نهاية المطاف إلى نقطة محددة مع مرور الوقت وبقائه فيها.
* مصطلح مشتق: يستجيب هذا المصطلح لمعدل تغير الخطأ، ويوفر إجراء تنبؤيا يساعد على الحد من تجاوز الحد والتذبذبات.
4. ضبط جهاز التحكم في الهوية الشخصية
ويتضمن ضبط وحدة التحكم في تعريف المعلمات تحديد المكاسب المثلى لحدودها النسبية والمتكاملة والمشتقة -مع كون الضبط الصحيح أمرًا هامًا لاستقرار النظام وأداءه. هناك العديد من التقنيات لضبط أجهزة التحكم في معرِّف المعلمات:
1. الضبط اليدوي WLL: إجراء تغييرات متردد للحصول على الإعدادات أثناء مراقبة استجابات النظام يتطلب الخبرة والحدس لإكمال بنجاح.
2. طريقة زيغلر -نيكولز: توفر الاكتشاف الشعبي طريقة منهجية فعالة للضبط. لإنجاز هذه المهمة، وضع كل المكاسب المتكاملة والمشتقة تساوي صفر مع زيادة المكاسب النسبية تدريجيا حتى يصل تذبذب النظام إلى سعة ثابتة.
3. أدوات البرمجيات المتكررة: غالبًا ما تستخدم أنظمة التحكم الحديثة أدوات برمجية قادرة على تكوين وحدات تحكم تعريف المنتج تلقائيًا استنادًا إلى تحديد النظام وتحسين الخوارزميات.
5. مزايا وعيوب
* تعدد الاستخدامات: يمكن تطبيق أجهزة التحكم في تعريف المنتج الشخصي عبر العديد من التطبيقات.
* البساطة: هم#من السهل فهمها وتنفيذها.
تقدم وحدات التحكم في تعريف المعلمات أداءً ممتازًا عند الضبط الصحيح. * الفعالية: يمكن لأجهزة التحكم في معرفات المنتج، عند استخدامها بشكل صحيح، أن تقدم أداء تحكم متميزاً.
العيوب: (*1) ضبط التعقيد: يمكن أن يكون تحديد المكاسب المثلى تحديًا ومستهلكًا للوقت، مما يتطلب تكرار التجارب والخطأ للعثور على المكاسب المثلى للتطبيق.
* الحساسية للضوضاء: قد تؤدي المصطلحات المشتقة إلى تضخيم الضوضاء داخل النظام وتؤدي إلى عدم الاستقرار.
* اللاخطية: قد لا تعمل وحدات التحكم في معرفات البيانات الشخصية على النحو الأمثل عند تطبيقها مباشرة على أنظمة شديدة اللاخطية دون إدخال تعديلات خاصة أو تنفيذ اعتبارات إضافية.
6. تطبيقات المتحكمات PID
وقد أصبحت أجهزة التحكم في تعريف المنتج الشخصي عنصراً أساسياً في العديد من الصناعات نظراً لتعددها في الاستخدامات وقوتها، وكثيراً ما تستخدم في مجالات مختلفة مثل:
* التصنيع: يشكل التحكم في درجات حرارة الفرن ومستويات ضغط الغلايات وسرعات سير الناقلة جزءاً لا يتجزأ من النجاح في هذا المجال.
* الروبوتات: ضمان الحركة الدقيقة ووضع الأذرع الروبوتية.
* نظم التدفئة والتهوية وتكييف الهواء: الحفاظ على درجات الحرارة ومستويات الرطوبة المثلى داخل المباني.
* السيارات: تنظيم سرعة المحرك وأنظمة حقن الوقود.
- Understanding the Derivative Term in PID Controllers (باللغة الإنجليزية): Evaluation and Applications.
- Understanding PID in Temperature Controlers: Compents, Functionaly, and Applications.