مقالات

کنترلر PID

کنترلر PID

در این مقاله با کنترلر PID بیشتر آشنا خواهیم شد و همچنین مقاله را با چند سوال شروع می کنیم؛

چرا کنترل؟

اگر شما بخواهید انجام کاری را به چیزی غیر از انسان بسپارید، نیاز به کنترل دارید.

کنترل خوب است یا بد؟

بستگی دارد به این که نیت کنترل کننده چه باشد.

یک سیستم کنترلی خوب، چه سیستمی ست؟

سیستم کنترلی خوب و مناسب ست که بتواند فرایند مورد نظر ما را به خوبی کنترل کند.

بله به همین روشنی! واقعیت این است که هر فرایندی نیازهایی دارد که ممکن است با نیازهای کنترلی فرایند دیگر کاملا متفاوت باشد.

قبل از آنکه به سراغ کنترلر پی آی دی برویم، روش های کنترلی از دید “تولید فرمان” را به طور خلاصه باهم بررسی می کنیم؛

روش های کنترلی به دو دسته ی پیوسته و گسسته تقسیم می شوند، کنترلر پی آی دی جزء دسته ی روش های کنترلی پیوسته است.

کنترلر PID

کنترلر PID

اساسا کنترل کننده PID از حلقه های فیدبکی که با سنسور دما ایجاد می شود، استفاده می کند.

کنترل کننده پی آی دی یا  Proportional_Integral_Dervivative یک سیستم کنترلی بر پایه‌ی برخورد (فیدبک) می باشد. خطا بین خروجی فرایند و مقدار ورودی مطلوب را محاسبه می کند.

PDIکنترلرها جزء دقیق ترین و پایدارترین کنترل کننده ها در صنعت به شمار می آیند.

این کنترلرها در بسیاری از فرایندهای کنترلی نظیر موارد زیر کاربرد دارند :

1_کنترل سرعت موتور DC

2_کنترل فشار

3_کنترل دما

امروزه در بیش تر برنامه های کنترل فرایند اتوماتیک در صنعت برای تنظیم جریان، دما، فشار، سطح و بسیاری دیگر از متغیرهای فرایند صنعتی استفاده می شوند.

یکی از مسائل بسیار مهم در استفاده از کنترلرهای پی آی دی، تنظیم ضرايب پی آی دی می باشد. اهمیت این کار در کارکرد صحیح سنسورها و حلقه کنترل دما می باشد.

اجزای سازنده PID چیست؟

یک PID  از سه بخش؛ تناسب، انتگرال و مشتق تشکیل شده است. در بخش P ، کنترل کننده تناسبی قرار گرفته است و وظیفه تناسب با مقدار خطا را داراست

در بخش I، کنترل کننده انتگرالی قرار گرفته که وظیفه آن حذف مقدار دائمی خطا از سیستم می باشد و در نهایت

بخش D، کنترل کننده مشتقی می باشد که وظیفه آن میراسازی و حذف نوسانات خروجی است.

کنترل کننده I و D هیچگاه مورد استفاده قرار نمی گیرد ولی کنترل کننده P به تنهایی هم قابل استفاده است. اغلب استفاده از این سه کنترل کننده کاهش خطا را همراه با پایداری سیستم به دنبال دارد.

کنترل کننده تناسبی (P):

در کنترل کننده تناسبی سیگنال کنترل به این صورت ساخته می شود که سیگنال خطا در یک ضریب ثابت ضرب شده و فرمان کنترل تولید می گردد، در کنترل کننده تناسبی نمی توان به نقطه مطلوب رسید بنابراین کنترل تناسبی فقط بر اساس وضعیت جاری سیگنال خطا عمل می کند.

کنترل کننده انتگرالی(I):

در کنترل کننده انتگرالی، کنترل کننده از تغییرات گذشته تا به حال خطا انتگرال گیری نموده و نتیجه را در ضرایب ضرب کرده و فرمان کنترل را صادر می کند.

کنترل کننده انتگرالی می تواند کارایی سیستم کنترل را بهبود بخشد و در رسیدن خروجی به مقدار مطلوب کمک کند، ولی موجب تضعیف پایداری نسبی سیستم خواهد شد که به علت دینامیک خاص این کنترل کننده است که وارد سیستم حلقه بسته می شود.

کنترل کننده مشتق گیر(D):

در کنترل کننده مشتق گیر تصمیم گیری بر اساس جهت گیری آینه خطا است. کنترل کننده مشتق گیر با آنالیز کردن تغییرات خطا شرایط فرایند را پیش بینی می کند. خروجی کنترل کننده مشتق گیر سیستم را به حالت پایدار نمی رساند.

مزایا و معایب کنترل کننده PID

مزایا:

طراحی ساده، ارزان قیمت بودن، امکان استفاده از DCSوPLC و سیستم های کنترلی شناخته شده و نداشتن مقدار خطای دائم

معایب:

وقتی می خواهند به حالت تعادل برسند نویز زیادی ایجاد می نمایند و کنترل‌کننده های پی آی دی عملکرد کنترل ضعیفی را برای فرایند های انتگرالی و طولانی از خودشان نشان می دهند. بطور خلاصه یک کنترلر PID یک الگوریتم کنترلی است.

PID می تواند فرایندهای خودکار مثل دما، فشار و یا جریان را به طور اتوماتیک ثابت نگه دارد.

ما تلاش کردیم کاربردی ترین نکات را در این مقاله به شما آموزش دهیم، کارشناسان ما در مجموعه ی بصیر پاسخگوی سوالات و ابهامات شما هستند.

بازگشت به لیست

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *