نوعهای کنترلر

تعریف کنترلر

در سیستم‌های کنترل، کنترلر مکانیزمی است که تلاش می‌کند تا تفاوت بین مقدار واقعی سیستم (یعنی متغیر فرآیند) و مقدار مورد نظر سیستم (یعنی نقطه تنظیم) را به حداقل برساند. کنترلرهای اجزای اساسی مهندسی کنترل هستند و در تمام سیستم‌های کنترل پیچیده استفاده می‌شوند.

قبل از آشنایی با انواع مختلف کنترلرها، ضروری است که کاربردهای کنترلرهای در نظریه سیستم‌های کنترل را بشناسید. مهم‌ترین کاربردهای کنترلرها عبارتند از:

• کنترلرهای دقت حالت پایدار را با کاهش خطای حالت پایدار افزایش می‌دهند.

• با افزایش دقت حالت پایدار، پایداری نیز بهبود می‌یابد.

• کنترلرهای همچنین در کاهش اختلافات ناخواسته تولید شده توسط سیستم کمک می‌کنند.

• کنترلرهای می‌توانند حداکثر سربالایی سیستم را کنترل کنند.

• کنترلرهای می‌توانند در کاهش سیگنال‌های نویز تولید شده توسط سیستم کمک کنند.

• کنترلرهای می‌توانند در تسریع پاسخ کند یک سیستم اشباع شده کمک کنند.

انواع کنترلرها

دو نوع اصلی کنترلر وجود دارد: کنترلرهای پیوسته و کنترلرهای غیرپیوسته.

در کنترلرهای غیرپیوسته، متغیر کنترلی بین مقادیر گسسته تغییر می‌کند. بر اساس تعداد حالات مختلفی که متغیر کنترلی می‌تواند داشته باشد، تمایز بین کنترلرهای دو وضعیتی، سه وضعیتی و چندوضعیتی ایجاد می‌شود.

در مقایسه با کنترلرهای پیوسته، کنترلرهای غیرپیوسته با عناصر کنترلی نهایی بسیار ساده و کلیدی عمل می‌کنند.

ویژگی اصلی کنترلرهای پیوسته این است که متغیر کنترلی (همچنین به عنوان متغیر کنترلی شناخته می‌شود) می‌تواند هر مقداری در محدوده خروجی کنترلر داشته باشد.

حالا در نظریه کنترلرهای پیوسته، سه حالت اساسی وجود دارد که کل عمل کنترلی بر اساس آن صورت می‌گیرد، که عبارتند از:

• کنترلرهای تناسبی.

• کنترلرهای انتگرال.

• کنترلرهای مشتق.

ما از ترکیب این حالت‌ها برای کنترل سیستم خود استفاده می‌کنیم تا متغیر فرآیند برابر با نقطه تنظیم باشد (یا به قدری نزدیک به آن که می‌توانیم). این سه نوع کنترلر می‌توانند به کنترلرهای جدید ترکیب شوند:

• کنترلرهای تناسبی و انتگرال (PI Controller)

• کنترلرهای تناسبی و مشتق (PD Controller)

• کنترلرهای تناسبی انتگرال مشتق (PID Controller)