PID नियंत्रकहरू र नियंत्रण प्रणालीमा PID नियंत्रण

PID नियंत्रण समानुपाती-समाकल-डेरिवेटिव नियंत्रण का संक्षिप्त रूप है। PID नियंत्रण एक प्रतिक्रिया मेकानिज्म है जो नियंत्रण प्रणाली में उपयोग किया जाता है। इस प्रकार के नियंत्रण को तीन-शब्द नियंत्रण भी कहा जाता है, और यह एक PID नियंत्रक द्वारा लागू किया जाता है। प्रक्रिया चर का अभीष्ट सेट पॉइंट मान से विचलन के समानुपाती, समाकल और डेरिवेटिव तीन पैरामीटरों की गणना और नियंत्रण करके, हम विशिष्ट कार्यों के लिए विभिन्न नियंत्रण कार्रवाई प्राप्त कर सकते हैं।

PID नियंत्रकों को नियंत्रण प्रणाली परिवार में सर्वश्रेष्ठ नियंत्रक माना जाता है। निकोलस मिनोर्स्की ने PID नियंत्रक पर सैद्धांतिक विश्लेषण पत्र प्रकाशित किया। PID नियंत्रण के लिए अभिक्रिया सिग्नल में समानुपातिक त्रुटि सिग्नल, त्रुटि सिग्नल के डेरिवेटिव और समाकल जोड़ा जाता है। इसलिए, PID नियंत्रण के लिए अभिक्रिया सिग्नल निम्न है:

PID नियंत्रण शामिल करने वाले अभिक्रिया सिग्नल का लाप्लास रूपांतरण निम्न है:

कुछ नियंत्रण कार्रवाइयों को PID नियंत्रक के किन्हीं दो पैरामीटरों का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है। दो पैरामीटर काम कर सकते हैं जबकि तीसरा शून्य रखा जाता है। इसलिए, PID नियंत्रक कभी-कभी PI (समानुपात-समाकल), PD (समानुपात-डेरिवेटिव) या फिर P या I बन जाता है। डेरिवेटिव टर्म D शोर माप के लिए जिम्मेदार होता है, जबकि समाकल टर्म निकाय के लक्ष्य मान तक पहुंचने के लिए आवश्यक होता है। प्रारंभिक दिनों में PID नियंत्रक का उपयोग एक यांत्रिक उपकरण के रूप में किया जाता था। ये प्राणिक नियंत्रक थे क्योंकि वे हवा से संपीड़ित थे। यांत्रिक नियंत्रकों में स्प्रिंग, लीवर या द्रव्यमान शामिल होते थे। कई जटिल इलेक्ट्रोनिक प्रणालियों में PID नियंत्रण लूप दिया जाता है। आधुनिक दिनों में उद्योग में PLC (प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर) में PID नियंत्रक का उपयोग किया जाता है। समानुपात, डेरिवेटिव और समाकल पैरामीटर को Kp, Kd और Ki के रूप में व्यक्त किया जा सकता है। ये तीनों पैरामीटर बंद लूप नियंत्रण प्रणाली पर प्रभाव डालते हैं। यह उत्थान समय, स्थिरीकरण समय और ओवरशूट, और स्थिर अवस्था त्रुटि पर प्रभाव डालते हैं।

PID नियंत्रण समानुपात, डेरिवेटिव और समाकल नियंत्रण कार्रवाइयों के लाभों को संयोजित करता है। आइए इन नियंत्रण कार्रवाइयों को संक्षेप में चर्चा करें।

समानुपाती नियंत्रण: यहाँ नियंत्रण प्रणाली में नियंत्रण कार्रवाई के लिए अभिक्रिया सिग्नल त्रुटि सिग्नल के समानुपाती होता है। त्रुटि सिग्नल इनपुट सिग्नल और प्रतिक्रिया सिग्नल के बीच का अंतर होता है।

डेरिवेटिव नियंत्रण: अभिक्रिया सिग्नल में समानुपाती त्रुटि सिग्नल और त्रुटि सिग्नल का डेरिवेटिव जोड़ा जाता है। इसलिए, डेरिवेटिव नियंत्रण कार्रवाई के लिए अभिक्रिया सिग्नल निम्न है:

समाकल नियंत्रण: समाकल नियंत्रण कार्रवाई के लिए अभिक्रिया सिग्नल में समानुपाती त्रुटि सिग्नल और त्रुटि सिग्नल का समाकल जोड़ा जाता है। इसलिए, समाकल नियंत्रण कार्रवाई के लिए अभिक्रिया सिग्नल निम्न है:

एक PID नियंत्रक नियंत्रण कार्रवाई प्रणाली में सर्वश्रेष्ठ नियंत्रकों में से एक होने के अलावा कुछ सीमाएं भी होती हैं। PID नियंत्रण कई नियंत्रण कार्रवाइयों के लिए लागू होता है, लेकिन ऑप्टिमल नियंत्रण के मामले में यह अच्छा काम नहीं करता है। मुख्य दोष प्रतिक्रिया पथ है। PID को प्रक्रिया का कोई मॉडल नहीं दिया जाता है। अन्य दोष यह हैं कि PID एक रैखिक प्रणाली है और डेरिवेटिव भाग शोर संवेदनशील है। थोड़ा सा शोर भी आउटपुट में बड़ा बदलाव का कारण बन सकता है।

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