pid controller tuning

انجام پروژه کنترل صنعتی، تنظیم کنترل کننده ها

در فرایند تولید یک محصول، کیفیت محصول تحت تاثیر عملکرد درت حلقه های کنترل می باشد. بعنوان مثال کیفیت و مرغوبیت سرامیک تولید شده تا حد زیادی متاثر از دمای تونل پخت می باشد و یا کیفیت بنزینی که در پالایشگاه تولید می شود نتیجه دقت در کنترل نسبت مواد تشکیل دهنده آن است و غیره. در موارد دیگری عملکرد حلقه های کنترل مبین عملکرد سیستم مورد نظر می باشد. مثلا در سیستم های پرنده (موشک، هواپیما و…) عملکرد درست کنترل کننده ها کیفیت و مرغوبیت سیستم را تعیین می کند. عملکرد کنترل کننده ها، تحت تاثیر تنظیم آنها می باشد و بنابراین تنظیم کنترل کننده ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تنظیم کنترل کننده ها آخرین مرحله طراحی و ساخت یک سیستم کنترل می باشد و نیاز به دقت، دانش و تجربه کافی دارد.

کنترل کننده ها را بر اساس انتظاراتی که از حلقه کنترل داریم تنظیم می نمائیم و این انتظارات از یک پروسه به پروسه دیگ تغییر می کنند. به همین دلیل برای تنظیم کنترل کننده ها معیارهای مختلفی ارائه گردیده است و شخص بر اساس نیاز و تجربه خود از آنها استفاده می نماید. همچنین با توجه به پروسه ای که با آن روبرو هستیم ممکن است شخصا معیاری مخصوص را تعریف و مورد استفاده قرار دهیم.

نوع و محل ورودی ای که کنترل کننده بر اساس آن تنظیم می شود نیز دارای اهمیت است. کنترل کننده ها را بر اساس انتظاراتی که از حلقه کنترل داریم تنظیم می نمائیم. مثلا هرگاه در یک سیستم کنترل دما، خطای ماندگار دارای اهمیت باشد، یعنی بخواهیم خطای سیستم بعد از گذشت زمان به حداقل برسد باید معیار تنظی کنترل کننده را به گونه ای انتخاب کنیم که به خطای ماندگار حساس باشد.

معیار پایداری
در معیار پایداری کنترل کننده را بگونه ای تنظیم می نمائیم که کمیت مورد نظر تحت هیچ شرایطی از مقادیر محدود فراتر نرود و یا بعبارت دیگر سیستم در هر شرایطی پایدار باشد.

معیار زیکلر و نیکولز
این دو بر اساس معیار پایداری روشی برای تنظیم کنترل کننده های PID ارائه نمودند:
عملیات مشتق و انتگرال کنترل کننده را (در صورت وجود) خاموش می کنیم
سپس ضریب تناسبی Kp را به تدریج افزایش می دهیم تا جایی که سیتسم شروع به نوسان کند (مرز ناپایداری)
هرگاه در این حالت دوره تناوب نوسانات Tu و اندازه Kp برابر با Ku باشند زیکلر و نیکولز تنظیم ضرایب کنترل کننده های مختلف را به ازای حاشیه بهره Gain Margin دو به صورت جدول زیر پیشنهاد می کنند.

zikler and nichols pid controller

معیار یک چهارم دامنه
این معیار برای تنظیم حلقه هایی که دارای پاسخ نوسانی میرا می باشند بکار می رود. طبق این معیار اگر کنترل کننده را بگونه ای تنظیم نمائیم که ماکزیمم دامنه خطا در هر سیکل به ک چهارک دامنه در سیکل قبل کاهش یابد آنگاه حلقه بر اساس معیار یک چهارم دامنه تنظیم شده است. در این حالت دامنه مطلق خطا و زمان وجود آن اهمیتی ندارد بلکه روند میرا شدن مهم است. در این روش
1.عملیات مشتق و انتگرال را خاموش می کنیم
2.ضریب Kp را بر روی مقداری عادی (کوچک) تنظیم می کنیم
3.با اعمال ورودی به حلقه، پاسخ آن را ملاحظه کرده و نسبت دامنه ها در ماکزیمم های متوالی را یادداشت می کنیم.
4.با شروع از Kpهای کم و افزایش آن مقداری از Kp که به ازای آن نسبت دامنه ها در ماکزیمم های متوالی 1/4 می شود را بدست می آوریم. زمان تناوب T را نیز در این حالت یادداشت می کنیم.

معیار خطا
وظیفه حلقه کنترل تنظیم کمیت تحت کنترل بر روی مقدار مطلوب SetPoint می باشد. هنگام وارد شدن اغتشاش به سیستم و یا هنگامی که مقدار مطلوب تغییر داده می شود کمیت تحت کنترل نیز شروع به تغییر می کند. در حالت اول مایلیم کمیت تحت کنترل همچنان بر روی مقدار مطلوب ثابت باقی بماند و در حالت دوم می خواهیم سریعا و دقیقا بر روی مقدار جدید تنظیم شود.
به هر حال در صورت بروز اغتشاش یا تغییر مقدار تنظیم، برای مدتی بین کمیت تحت کنترل و مقدار مطلوب اختلاف (خطا) وجود دارد و مدت زمان وجود خطا و مقدار آن معیاری جهت عملکرد حلقه کنترل به شمار می آید.

برای انجام پروژه و ثبت سفارش با ما تماس بگیرید
aerocontrol.project@yahoo.com
aerocontrol.project@gmail.com

آی دی تلگرام:

                                                                                                             @ae_pr

تلفن تماس
09304692657
09307810797

پاسخ دهید

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