ما هو مُتحكم التكامل؟

ما هو المتحكم التكاملي؟

تعريف المتحكم التكاملي

المتحكم التكاملي هو خوارزمية تحكم أساسية أخرى في أنظمة التحكم الآلية، وعادة ما يتم تمثيله بالحرف "I". يقوم المتحكم التكاملي بضبط إخراج المتحكم عن طريق تراكم إشارات الخطأ لتقليل الأخطاء الثابتة في النظام.

القاعدة الأساسية

الفكرة الأساسية للمتحكم التكاملي هي تراكم إشارات الخطأ خلال عملية التحكم واستخدام النتائج المتراكمة لضبط إخراج المتحكم.

u(t) هي إشارة الإخراج للمتحكم.

Ki هو مكسب التكامل، والذي يحدد مدى تضخيم إشارة الإخراج للتراكم من الأخطاء.

e(t) هي إشارة الخطأ، والمعرّفة بأن e(t)=r(t)−y(t)، حيث r(t) هي القيمة المرغوبة و y(t) هي القيمة الفعلية المقاسة.

إخراج المتحكم

يمكن التعبير عن إخراج المتحكم التكاملي كما يلي:

Ki هنا هو ثابت يمكن تعديله لتغيير سرعة وقوة استجابة المتحكم للتراكم من الأخطاء.

مزايا

• إزالة الخطأ الثابت: يمكن للمتحكم التكاملي إزالة الخطأ الثابت في النظام بحيث يكون النظام مستقرًا في النهاية عند القيمة المرغوبة.

• تحسين الدقة: عن طريق تراكم إشارات الخطأ، يمكن تحسين دقة التحكم في النظام.

عيوب

• استجابة بطيئة: بسبب الحاجة إلى تراكم إشارات الخطأ، تكون سرعة استجابة المتحكم التكاملي بطيئة.

• تجاوز التعديل: إذا لم يتم اختيار مكسب التكامل بشكل صحيح، فقد يؤدي ذلك إلى تجاوز التعديل في النظام.

• مشكلات الاستقرار: يمكن للمتحكم التكاملي أن يجعل النظام غير مستقر، خاصة في وجود ضوضاء عالية التردد.

تطبيقات

• نظام التحكم في درجة الحرارة: يتم ضبط قوة التسخين عن طريق تراكم أخطاء درجة الحرارة للتأكد من أن درجة الحرارة النهائية تكون مستقرة عند القيمة المرغوبة.

• نظام التحكم في التدفق: يتم ضبط فتح الصمام عن طريق تراكم أخطاء التدفق للتأكد من أن التدفق يكون مستقرًا عند القيمة المرغوبة.

• نظام التحكم في الضغط: يتم ضبط إخراج المضخة عن طريق تراكم أخطاء الضغط للتأكد من أن الضغط في الأنابيب يكون مستقرًا عند القيمة المرغوبة.

• نظام التحكم في المحرك: عن طريق تراكم أخطاء سرعة المحرك لضبط إخراج المحرك للتأكد من أن سرعة المحرك تكون مستقرة عند القيمة المرغوبة.