K_d

K_i

K_P

نوع کنترل

ــــــ

ــــــ

۰.۵K_C
P

ــــــ

۰.۴۵ K_C
PI

۰.۶K_C
PID

۲-۴-۴ نرم افزار تنظیم PID
اکثر تاسیسات صنعتی مدرن برای تنظیم بیشتر حلقه‌‌ها از روش محاسبات دستی که در بخش قبل توضیح داده شد استفاده می‌‌کنند. در عوض تنظیم PID و نرم افزار بهینه سازی حلقه برای بدست آوردن نتایج پایدار استفاده می‌‌شود.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

این بسته های نرم افزاری برای گسترش مدلهای فرایند و تنظیم بهینه ، اطلاعات را جمع آوری می‌‌کنند. فراهم کردن تنظیم ساز حلقه PID وابسته به ریاضی، یک انگیزه به سیستم می‌‌دهد و سپس برای پاسخ فرکانسی سیستم کنترل شده برای طراحی مقادیر حلقه PID استفاده می‌‌شود. در حلقه های با پاسخ زمانی چند دقیقه ای، تنظیم کننده حلقه وابسته به ریاضی توصیه می‌‌شود زیرا آزمایش و خطا برای پیدا کردن مجموعه پایدار مقادیر حلقه می‌‌تواند چند روز طول بکشد و مقادیر بهینه مشکل تر بدست می‌‌آیند.
۲-۴-۵ اصلاحات الگوریتم PID
اساس الگوریتم PID برخی چالش‌‌ها را در کاربردهای کنترل ارائه می‌‌کند که توسط اصلاحات کوچک PID هدف گیری شده است.
پایان انتگرال مشکل مشترک نتایج اجرای PID ایده آل می‌‌باشد. این موضوع به وسیله موارد زیر هدف گیری می‌‌شود :

• • یک مقدار مطلوب اولیه برای کنترل کننده انتگرالی

• • از کار انداختن تابع انتگرالی تا PV وارد ناحیه قابل کنترل شود.

• • محدودیت پریود زمانی سراسری که خطای انتگرالی نامیده می‌‌شود.

• • از کار انداختن عبارت انتگرالی از جمع شدن موارد بالا

حلقه هایPID زیادی یک وسیله مکانیکی (برای مثال شیر فلکه) را کنترل می‌‌کنند. تعمیر و نگهداری مکانیکی می‌‌تواند هزینه اصلی باشد که منجر به تخریب کنترل در پاسخ مکانیکی یک سیگنال ورودی شود.
عبارات تناسبی و مشتقی می‌‌توانند زمانی که سیستم در معرض افزایش درجه لحظه ای خطا می‌‌باشد از قبیل تغییرات زیاد هدف ، حرکت زیادی در خروجی تولید کنند. در مورد عبارت مشتقی، این به علت پریشانی مشتق خطا می‌‌باشد که تغییرات درجه لحظه ای خیلی زیاد است. به عنوان یک نتیجه، بسیاری از الگوریتم های PID در ادامه اصلاحات ترکیب می‌‌شوند.

• • مشتق خروجی : در مورد سنجش کنترل کننده PID ، مشتق اندازه خروجی بزرگتر از مشتق خطا است. خروجی همیشه پیوسته است (یعنی تغییر درجه ندارد.) برای این عامل موثر، مشتق خروجی باید بهره ای اندازه مشتق خطا داشته باشد.

• • صعود هدف : در این اصلاح ، هدف به تدریج از مقدار قبلی به مقدار تعیین شده جدید استفاده کننده تابع صعودی دیفرانسیلی مرتبه خطی یا اولیه حرکت داده می‌‌شود. این از ارائه ناپیوستگی در تغییر درجه ساده اجتناب می‌‌کند.

• • توزین هدف : توزین هدف در افزایندهای متفاوت استفاده می‌‌شود، برای وابستگی خطا روی جزئی که کنترل کننده آن استفاده می‌‌شود. خطا در عبارت انتگرالی باید برای دوری خطای کنترل حالت پایای خطای کنترل درست شود. این بر پاسخ هدف کنترل کننده اثر دارد. این پارامتر بر پاسخ نیروی اختلالی و اندازه اختلال اثری ندارد.

۲-۴-۶ محدودیت های کنترل PID
کنترل کننده های PID زمانی که به تنهایی استفاده می‌‌شوند می‌‌توانند عملکرد ضعیفی داشته باشند. سپس بهره حلقه کنترلی باید آنقدر کاهش یابد که مقدار هدف سیستم کنترلی خارج از حد و نوسانی نشود. عملکرد سیستم کنترلی می‌‌تواند بوسیله ترکیب بازخورد^[۷۱] (حلقه بسته) بهتر از یک کنترل کننده با پیش خورد^[۷۲] (حلقه باز) کنترل شود. آگاهی درباره سیستم (از قبیل اینرسی و شتاب مطلوب) می‌‌تواند پیش خورد و ترکیب شوند تا خروجی آن ها و عملکرد سیستم کلی بهتر شود. مقدار پیش خورد معمولاً تنها می‌‌تواند قسمت اصلی خروجی کنترل کننده را فراهم کند.
کنترل کننده اصولاً می‌‌تواند پاسخ هر اختلاف یا خطای باقیمانده را بین هدف (SP) و مقدار واقعی فرایند تغییر پذیر (PV) بدهد. از این رو پیش خورد خروجی تحت تاثیر بازخورد فرایند نیست. آن نمی تواند باعث کنترل سیستم نوسانی شود. بدین گونه پاسخ سیستم و پایداری اصلاح می‌‌شود.
مشکل دیگری که کنترل کننده های PID با آن مواجه شده اند خطی بودن آنها می‌‌باشد. بنابراین عملکرد این کنترل کننده ها در سیستم های غیر خطی بی ثبات است.
اغلب کنترل کننده ها با روشهایی مانند زمان بندی بهره یا منطق نامعلوم تسهیل می‌‌شوند. به علاوه انواع کاربرد سودمند از تجهیزات متصل شده به کنترل کننده می‌‌تواند بوجود آید. نمونه برداری به مقدار کافی بزرگ ، دقت اندازه گیری و کیفیت اندازه گیری برای رسیدن به عملکرد کنترلی مناسب مورد نیاز می‌‌باشد.