انواع کنترلرها
تعریف کنترل‌کننده
در سیستم‌های کنترل، کنترل‌کننده مکانیزمی است که تلاش می‌کند تا اختلاف بین مقدار واقعی سیستم (یعنی متغیر فرآیند) و مقدار مورد نظر سیستم (یعنی نقطه تنظیم) را به حداقل برساند. کنترل‌کننده‌ها بخش اساسی مهندسی کنترل هستند و در تمام سیستم‌های کنترل پیچیده استفاده می‌شوند.
قبل از آشنایی با انواع مختلف کنترل‌کننده‌ها، لازم است که کاربردهای کنترل‌کننده‌ها در نظریه سیستم‌های کنترل را بشناسید. مهم‌ترین کاربردهای کنترل‌کننده‌ها عبارتند از:
کنترل‌کننده‌ها دقت حالت پایدار را با کاهش خطای حالت پایدار افزایش می‌دهند.
با افزایش دقت حالت پایدار، پایداری نیز بهبود می‌یابد.
کنترل‌کننده‌ها همچنین در کاهش اختلافات ناخواسته تولید شده توسط سیستم کمک می‌کنند.
کنترل‌کننده‌ها می‌توانند از بیشینه سربالایی سیستم کنترل کنند.
کنترل‌کننده‌ها می‌توانند در کاهش سیگنال‌های نویز تولید شده توسط سیستم کمک کنند.
کنترل‌کننده‌ها می‌توانند در سرعت‌بخشی به پاسخ کند یک سیستم از زمانی که بیش از حد دامپ شده است، کمک کنند.
انواع کنترل‌کننده‌ها
دو نوع اصلی کنترل‌کننده وجود دارد: کنترل‌کننده‌های پیوسته و کنترل‌کننده‌های ناپیوسته.
در کنترل‌کننده‌های ناپیوسته، متغیر کنترل‌شده بین مقادیر گسسته تغییر می‌کند. بر اساس تعداد حالات مختلفی که متغیر کنترل‌شده می‌تواند داشته باشد، میان کنترل‌کننده‌های دو وضعیتی، سه وضعیتی و چندوضعیتی تمایز قائل می‌شود.
در مقایسه با کنترل‌کننده‌های پیوسته، کنترل‌کننده‌های ناپیوسته با عناصر کنترلی نهایی بسیار ساده و تبدیل‌کننده عمل می‌کنند.
ویژگی اصلی کنترل‌کننده‌های پیوسته این است که متغیر کنترل‌شده (همچنین به عنوان متغیر کنترلی نیز شناخته می‌شود) می‌تواند هر مقداری در محدوده خروجی کنترل‌کننده داشته باشد.
حالا در نظریه کنترل‌کننده‌های پیوسته، سه حالت اساسی وجود دارد که کل عمل کنترلی در آن صورت می‌گیرد، که عبارتند از:
کنترل‌کننده‌های تناسبی.
کنترل‌کننده‌های انتگرالی.
کنترل‌کننده‌های مشتقی.
ما ترکیب این حالت‌ها را برای کنترل سیستم استفاده می‌کنیم به طوری که متغیر فرآیند برابر با نقطه تنظیم (یا به اندازه‌ای نزدیک به آن که می‌توانیم برسانیم) باشد. این سه نوع کنترل‌کننده می‌توانند به کنترل‌کننده‌های جدید ترکیب شوند:
کنترل‌کننده‌های تناسبی و انتگرالی (کنترل‌کننده PI)
کنترل‌کننده‌های تناسبی و مشتقی (کنترل‌کننده PD)
کنترل‌کننده تناسبی انتگرالی مشتقی (کنترل‌کننده PID)
