أنواع المراقبين

تعريف المُتحكم

في أنظمة التحكم، المتحكم هو آلية تسعى لتقليل الفرق بين القيمة الحقيقية للنظام (أي متغير العملية) والقيمة المرجوة للنظام (أي نقطة الضبط). تعتبر المتحكمات جزءًا أساسيًا من هندسة التحكم وتستخدم في جميع الأنظمة المعقدة للتحكم.

قبل أن نقدم لكم أنواع مختلفة من المتحكمات بشكل مفصل، من الضروري معرفة استخدامات المتحكمات في نظرية أنظمة التحكم. تشمل الاستخدامات الهامة للمتحكمات:

• تحسين دقة حالة الثبات بتقليل خطأ حالة الثبات.

• مع تحسين دقة حالة الثبات، تتحسن الاستقرار أيضًا.

• تساعد المتحكمات أيضًا في تقليل الانحرافات غير المرغوب فيها التي ينتجها النظام.

• يمكن للمتحكمات التحكم في الزيادة القصوى لنظام التحكم.

• تساعد المتحكمات في تقليل الإشارات الضوضائية التي ينتجها النظام.

• تساعد المتحكمات في تسريع الاستجابة البطيئة لأنظمة التشبع الزائد.

أنواع المتحكمات

هناك نوعان رئيسيان من المتحكمات: المتحكمات المستمرة والمتحكمات غير المستمرة.

في المتحكمات غير المستمرة، تتغير المتغيرات المحكومة بين قيم متقطعة. ويعتمد التمييز بين المتحكمات ذات الموضعين، المتحكمات ذات المواقع الثلاثة، والمتحكمات متعددة المواقع على عدد الحالات المختلفة التي يمكن أن تأخذها المتغيرات المحكومة.

مقارنة بالمتحكمات المستمرة، تعمل المتحكمات غير المستمرة على عناصر التحكم النهائية بسيطة جدًا ومفتاحية.

الخاصية الرئيسية للمتحكمات المستمرة هي أن المتغير المحكوم (المعروف أيضًا باسم المتغير المحكوم به) يمكن أن يكون له أي قيمة ضمن نطاق خرج المتحكم.

وفي نظرية المتحكمات المستمرة، هناك ثلاثة أوضاع أساسية تقوم عليها عملية التحكم بأكملها، وهي:

• المتحكمات التناسبية.

• المتحكمات التكاميلية.

• المتحكمات التفاضلية.

نستخدم مزيج هذه الأوضاع لتحكم نظامنا بحيث يكون متغير العملية مساويًا لنقطة الضبط (أو قريبًا منها قدر الإمكان). يمكن الجمع بين هذه الأنواع الثلاثة من المتحكمات في متحكمات جديدة:

• المتحكمات التناسبية والتكاميلية (متحكم PI)

• المتحكمات التناسبية والتفاضلية (متحكم PD)

• متحكم التناسب والتكامل والتفاضل (متحكم PID)