متحكمات PID وتحكم PID في أنظمة التحكم

التحكم بـ PID هو اختصار لـ التحكم التناسبي-المتكامل-التفاضلي. يعتبر التحكم بـ PID آلية ردود فعل تستخدم في نظام التحكم. هذا النوع من التحكم يُعرف أيضًا باسم التحكم الثلاثي الأجل، ويتم تنفيذه بواسطة وحدة تحكم PID. من خلال حساب وتحكم ثلاثة معلمات - التناسبي والمتكامل والتفاضلي لكيفية انحراف متغير العملية عن القيمة المرجوة للنقطة المحددة - يمكننا تحقيق أفعال تحكم مختلفة لأعمال معينة.

تعتبر وحدات التحكم بـ PID أفضل وحدات التحكم في عائلة أنظمة التحكم. نشر نيكولاس مينورسكي ورقة تحليل نظرية حول وحدة التحكم بـ PID. بالنسبة للتحكم بـ PID يتكون الإشارة الفعالة من إشارة الخطأ التناسبية بالإضافة إلى مشتق ومتكامل إشارة الخطأ. وبالتالي، فإن الإشارة الفعالة للتحكم بـ PID هي:

تحويل لابلاس للإشارة الفعالة التي تتضمن التحكم بـ PID هو

هناك بعض الأفعال التحكمية التي يمكن تحقيقها باستخدام أي من المعلمتين من وحدة التحكم بـ PID. يمكن لمعلمتين العمل بينما يتم وضع الثالثة صفرًا. لذا، تصبح وحدة التحكم بـ PID أحيانًا PI (تناسبي-متكامل)، أو PD (تناسبي-تفاضلي)، أو حتى P أو I. يتحمل المصطلح التفاضلي D قياس الضوضاء بينما المصطلح المتكامل مخصص للوصول إلى القيمة المستهدفة للنظام. في الأيام الأولى، كانت وحدة التحكم بـ PID تستخدم كجهاز ميكانيكي. كانت هذه الوحدات ضاغطة بالهواء. تتضمن الوحدات الميكانيكية الربيع، والفأس، أو الكتلة. العديد من الأنظمة الإلكترونية المعقدة مزودة بحل التحكم بـ PID. في الأيام الحديثة، تستخدم وحدات التحكم بـ PID في PLC (وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة) في الصناعة. يمكن التعبير عن المعلمات التناسبية والتفاضلية والمتكاملة كـ – Kp، Kd و Ki. كل هذه المعلمات الثلاثة لها تأثير على النظام المغلق للتحكم. يؤثر على وقت الصعود، وقت الاستقرار، والعوائق وكذلك خطأ الحالة الثابتة.

التحكم بـ PID يجمع بين مزايا التحكم التناسبي والتفاضلي والمتكامل. دعونا نناقش هذه الأفعال التحكمية بشكل موجز.

التحكم التناسبي: هنا تكون الإشارة الفعالة للأفعال التحكمية في نظام التحكم تناسبية لإشارة الخطأ. حيث أن إشارة الخطأ هي الفرق بين إشارة المدخل المرجعي وإشارة التغذية العكسية المستلمة من المدخل.

التحكم التفاضلي: تتكون الإشارة الفعالة من إشارة الخطأ التناسبية بالإضافة إلى المشتق لإشارة الخطأ. بالتالي، تكون الإشارة الفعالة للأفعال التحكمية التفاضلية كما يلي،

التحكم المتكامل: للأفعال التحكمية المتكاملة تتكون الإشارة الفعالة من إشارة الخطأ التناسبية بالإضافة إلى المتكامل لإشارة الخطأ. بالتالي، تكون الإشارة الفعالة للأفعال التحكمية المتكاملة كما يلي

لدى وحدة التحكم بـ PID بعض القيود أيضًا رغم أنها واحدة من أفضل الوحدات في نظام الأفعال التحكمية. يعتبر التحكم بـ PID قابل للتطبيق على العديد من الأفعال التحكمية ولكنه لا يعمل بشكل جيد في حالة التحكم الأمثل. العيب الرئيسي هو المسار العكسي. لا تتوفر وحدة التحكم بـ PID بأي نموذج للعملية. العيوب الأخرى هي أن وحدة التحكم بـ PID هي نظام خطي وأن الجزء التفاضلي حساس للضوضاء. يمكن أن تسبب كمية صغيرة من الضوضاء تغييرًا كبيرًا في الإخراج.

بيان: احترام الأصلي، المقالات الجيدة تستحق المشاركة، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى التواصل للحذف.