25.7
وحدة التحكم PID
يقوم ترموستات وحدة التحكم PID بضبط التسخين أو التبريد بناء على فجوة درجة الحرارة بين المستويات الفعلية والمطلوبة.
يمكن لوحدة التحكم PD ، الموجودة في أنظمة سرعة السيارة ، إدارة التغيرات المفاجئة في السرعة ولكنها تكافح للحفاظ على سرعة ثابتة.
على العكس من ذلك ، فإن وحدة التحكم PI ، المستخدمة في تنظيم الجهد ، تعزز الاستقرار وتقلل من خطأ الحالة المستقرة ولكنها تزيد من الوقت للوصول إلى الجهد المطلوب.
تدمج وحدة تحكم PID ميزات سمات PD و PI ، مما يعوض أوجه القصور الفردية فيها.
في تصميم وحدة تحكم PID ، يتم اعتبارها أولا جزءا PI متصلا في سلسلة مع جزء PD. يتم تعيين الثابت النسبي لجزء PD على الوحدة ، حيث توجد حاجة إلى ثلاث معلمات فقط في وحدة التحكم PID.
بعد ذلك، يكون مكون PD فقط نشطا. يتم اختيار قيمة كسب المشتقات لتحقيق بعض الاستقرار المطلوب ، مقاسة بتجاوز أقصى في قياسات المجال الزمني وهامش الطور في مجال التردد.
أخيرا ، يتم تحديد الكسب المتكامل والكسب النسبي لجزء PI لتلبية المتطلبات الإجمالية للاستقرار النسبي.
تُستخدم وحدات التحكم المتناسبة التكاملية المشتقة (PID) على نطاق واسع في أنظمة التحكم المختلفة لتعزيز الاستقرار والأداء. في منظم الحرارة، تضبط عملية التسخين أو التبريد بناءً على الفرق في درجة الحرارة بين المستويات الفعلية والمطلوبة. تُستخدم غالبًا في أنظمة سرعة السيارات، حيث تدير بشكل فعال التغيرات المفاجئة في السرعة مع الحفاظ على سرعة ثابتة في ظل ظروف مختلفة. من ناحية أخرى، تعمل وحدات التحكم التكاملية المشتقة المتناسبة (PI)، المستخدمة بشكل شائع في تنظيم الجهد، على تعزيز الاستقرار وتقليل خطأ الحالة المستقرة ولكنها تزيد من الوقت اللازم لتحقيق الجهد المطلوب.
يجمع متحكم PID بين ميزات كل من متحكمي PD وPI، ويوازن بين مزايا كل منهما ويعالج قيودهما. عند تصميم متحكم PID، يتم التعامل معه في البداية كجزء PI متصل على التوالي مع جزء PD. يتم ضبط الثابت النسبي لقسم PD على الوحدة لأن متحكم PID يتطلب ثلاثة معلمات فقط.
أولاً، يتم تنشيط مكون PD فقط. يتم ضبط مكسب المشتق لتحقيق الاستقرار المطلوب، والذي يتم تقييمه من خلال ملاحظة الحد الأقصى للتجاوز في مجال الوقت وقياسات هامش الطور في مجال التردد. تضمن هذه الخطوة استجابة وحدة التحكم بسرعة للتغييرات مع الحفاظ على الاستقرار الكافي.
بعد ذلك، يتم اختيار المكاسب التكاملية والتناسبية لقسم PI لتلبية متطلبات الاستقرار الشاملة.تساعد المكاسب التكاملية في التخلص من أخطاء الحالة المستقرة، بينما تعمل المكاسب التناسبية على ضبط استجابة النظام، مما يضمن أن وحدة التحكم تلبي معايير الاستقرار النسبي.
من خلال الجمع بين هذه المكونات، يدير متحكم PID بفعالية كل من السلوك المؤقت والثابت، مما يوفر حل تحكم أكثر شمولاً. تعمل العناصر النسبية والتكاملية والمشتقة معًا لتوفير استجابة متوازنة، مما يخفف من عيوب استخدام وحدات تحكم PD أو PI منفرده. يعد هذا النهج المتكامل ضروريًا في التطبيقات التي تتطلب تحكمًا دقيقًا ومستقرًا، مثل منظمات الحرارة والأنظمة الصناعية المختلفة.
يقوم ترموستات وحدة التحكم PID بضبط التسخين أو التبريد بناء على فجوة درجة الحرارة بين المستويات الفعلية والمطلوبة.
يمكن لوحدة التحكم PD ، الموجودة في أنظمة سرعة السيارة ، إدارة التغيرات المفاجئة في السرعة ولكنها تكافح للحفاظ على سرعة ثابتة.
على العكس من ذلك ، فإن وحدة التحكم PI ، المستخدمة في تنظيم الجهد ، تعزز الاستقرار وتقلل من خطأ الحالة المستقرة ولكنها تزيد من الوقت للوصول إلى الجهد المطلوب.
تدمج وحدة تحكم PID ميزات سمات PD و PI ، مما يعوض أوجه القصور الفردية فيها.
في تصميم وحدة تحكم PID ، يتم اعتبارها أولا جزءا PI متصلا في سلسلة مع جزء PD. يتم تعيين الثابت النسبي لجزء PD على الوحدة ، حيث توجد حاجة إلى ثلاث معلمات فقط في وحدة التحكم PID.
بعد ذلك، يكون مكون PD فقط نشطا. يتم اختيار قيمة كسب المشتقات لتحقيق بعض الاستقرار المطلوب ، مقاسة بتجاوز أقصى في قياسات المجال الزمني وهامش الطور في مجال التردد.
أخيرا ، يتم تحديد الكسب المتكامل والكسب النسبي لجزء PI لتلبية المتطلبات الإجمالية للاستقرار النسبي.
- التحكم النسبي-الدالة التكامل-المشتق (PID) - نظام تحكم مجمع يعزز الثبات والأداء في مختلف التطبيقات.
- متحكم PI - نظام تحكم يقلل من خطأ الحالة المستقرة لكنه يزيد من الوقت لتحقيق الإخراج المرغوب.
- متحكم PD - آلية تحكم تسمح بالاستجابة السريعة للتغيرات في النظام، مع الحفاظ على الثبات.
- ثابت التكامل - معامل في متحكم PID يساعد في إزالة أخطاء الحالة المستقرة.
- ثابت النسبية - معامل في متحكم PID يعمل على ضبط استجابة النظام، مما يعزز الثبات.
- حدد وحدة تحكم PID - اشرح آليتها وكيف تعزز من استقرار النظام (على سبيل المثال، وحدة تحكم PID).
- قارن بين وحدة التحكم PI ووحدة التحكم PD – اشرح الاختلافات الرئيسية في وظائفها وتطبيقاتها (على سبيل المثال، التحكم في السرعة مقابل تنظيم الجهد).
- استكشف تعديل PID – اشرح كيفية ضبط المكاسب النسبية، والمتكامله، والمشتقة (على سبيل المثال، من خلال ملاحظة أقصى تجاوز وقياسات هامش الطور).
- اشرح عناصر PID – اشرح كيف تعمل العناصر النسبية، المتكاملة، والمشتقة معًا(على سبيل المثال، استجابة متوازنة للقضاء على الأخطاء).
- استخدم PID في السياق – ناقش استخداماته، ومزاياه وعيوبه في مجالات مثل التحكم في درجة الحرارة والأنظمة الصناعية.
- ما هو مُنظِّم PID وكيف يعزز أداء النظام واستقراره؟
- ما هي الاختلافات بين مُنظِّمي PI وPD في تطبيقهما ووظيفتهما؟
- كيف يتم ضبط المكاسب النسبية والتكاملية والتفاضلية لمُنظِّم PID؟
From Chapter 25:
Now Playing
25.7 : وحدة التحكم PID
Design of Control Systems
1.2K Views
25.1 : تكوينات وحدة التحكم
Design of Control Systems
601 Views
25.2 : تصميم وحدة التحكم PD
Design of Control Systems
861 Views
25.3 : PDتفسير مجال الوقت للتحكم النسبي المشتق
Design of Control Systems
586 Views
25.4 : PD تفسير مجال التردد للتحكم النسبي المشتق
Design of Control Systems
504 Views
25.5 : تصميم وحدة التحكم PI
Design of Control Systems
1.8K Views
25.6 : تفسير التحكم PI في مجال الوقت والتردد
Design of Control Systems
588 Views
25.8 : وحدات التحكم `ذات الطور المتقدم والطور المتأخر
Design of Control Systems
777 Views
25.9 : تفسير مجال الوقت والتردد للتحكم في الطور والتقدم
Design of Control Systems
645 Views
25.10 : تفسير مجال الوقت والتردد للتحكم في تأخر الطور
Design of Control Systems
546 Views