‫های‬‫کننده‬‫ل‬‫کنتر‬PID‫صنعتی‬
‫س‬‫ر‬‫مد‬:‫اده‬‫ز‬‫صادق‬ ‫نرگس‬
‫استادیار‬
‫مرکز‬‫ان‬‫ر‬‫ته‬‫اسالمی‬ ‫اد‬‫ز‬‫آ‬‫دانشگاه‬
‫پاییز‬95
‫بخش‬ ‫این‬ ‫اصلی‬ ‫مراجع‬:
،‫تبریز‬‫فنی‬ ‫عالی‬ ‫ش‬‫ز‬‫آمو‬ ‫مرکز‬ ،‫صنعتی‬ ‫ل‬‫کنتر‬،‫طهماسبی‬ ‫احمد‬1387.
 T. A. Hughes, Measurement and Control Basics, International
Society of Automation (ISA),2015.
 J. Choi, Steady State Error, Lecture Notes of Control Systems,
Lecture 13, Dep. Of Mech. Eng., Michigan State Univ.
‫شکل‬ ‫به‬ ‫ا‬‫ر‬‫آن‬ ‫ترنسمیتر‬ ‫و‬ ‫کند‬ ‫می‬ ‫ی‬‫گیر‬ ‫ه‬‫ز‬‫اندا‬ ‫ا‬‫ر‬ ‫سیگنال‬ ‫ر‬‫سنسو‬‫های‬
‫کند‬ ‫می‬ ‫تبدیل‬ ‫انتقال‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫د‬‫ر‬‫استاندا‬.‫سیگنال‬ ‫مثاال‬4‫تا‬20mA‫یا‬3‫تا‬15
psi‫دیجیتال‬ ‫فرم‬ ‫یا‬
Input transmission:‫ا‬‫ر‬‫ب‬ ‫پوینت‬ ‫ست‬ ‫سیگنال‬ ‫جنس‬ ‫به‬ ‫ا‬‫ر‬ ‫سیگنال‬‫ی‬
‫د‬‫ر‬‫آو‬ ‫می‬ ‫در‬ ‫مقایسه‬.‫پوینت‬ ‫ست‬ ‫سیگنال‬ ‫اگر‬ ‫مثال‬0‫تا‬10mv‫و‬ ‫است‬
‫ترنسمیتر‬ ‫جی‬‫و‬‫خر‬4‫تا‬20mA‫شود‬ ‫می‬ ‫ولتاژ‬ ‫حسب‬ ‫بر‬.
Output Transmission:‫ب‬ ‫اعمال‬ ‫قابل‬ ‫فرم‬ ‫به‬ ‫ا‬‫ر‬ ‫ل‬‫کنتر‬ ‫تابع‬ ‫جی‬‫و‬‫خر‬‫ه‬
‫کنترلی‬‫ولو‬‫کند‬ ‫می‬ ‫تبدیل‬.
‫صنعتی‬ ‫های‬‫کنترلر‬ ‫انواع‬
‫آنالوگ‬:
‫الکتریکی‬
‫نیوماتیکی‬
‫مکانیکی‬
‫دیجیتال‬(processor based):
PLCs
Microcontrollers
…
Electrical Analogue PID Controllers
‫ها‬ ‫مقاومت‬‫تغییر‬ ‫با‬ ‫ضرایب‬‫تغییر‬
PendCon Analogue Controllers
Typical Schematic of a Analogue PID Controllers
‫نمایشگرهای‬
‫آنالوگ‬
‫نمایشگرهای‬
‫دیجیتال‬
‫و‬‫دستی‬ ‫مد‬
‫اتومات‬
‫ست‬ ‫تنظیم‬
‫پوینت‬
Digital PID Controllers
PLC
PC
Monitoring
‫مناسب‬‫کننده‬ ‫ل‬‫کنتر‬‫انتخاب‬
‫تناسبی‬‫کنترلر‬(Proportional)
‫انتگرالی‬‫کنترلر‬(Integrator)
‫مشتقی‬‫کنترلر‬(Derivative)
‫انتگرالی‬‫تناسبی‬‫کنترلر‬(Proportional-Integrator)
‫مشتقی‬‫تناسبی‬‫کنترلر‬(Proportional-Derivative)
‫انتگرالی‬‫مشتقی‬‫تناسبی‬‫کنترلر‬
(Proportional-Derivative-Integrator)
‫ساخت‬‫ﻛﻨﺘﺮ‬‫ل‬‫ﻛﻨﻨﺪ‬‫ه‬‫ﻫﺎ‬‫ي‬‫ﺑﺮ‬ ‫ﺗﻨﺎﺳﺒﻲ‬‫ر‬ ‫اي‬‫ﻗﻄﻊ‬ ‫ﻣﺸﻜﻞ‬‫ﻓﻊ‬‫و‬ ‫و‬‫ﺻ‬‫ـ‬‫ﻠﻬﺎ‬‫ي‬‫ﻣﻜ‬‫ـ‬‫ﺮ‬‫در‬ ‫ر‬
‫ﻛﻨﺘ‬‫ـ‬‫ﺮ‬‫ل‬‫ﻛﻨﻨ‬‫ـ‬‫ﺪ‬‫ه‬‫ﻫ‬‫ـ‬‫ﺎ‬‫دو‬‫ي‬‫و‬‫ﺿ‬‫ـ‬‫ﻌﻴﺘﻲ‬
‫تناسبی‬ ‫باند‬ ‫از‬ ‫استفاده‬(Proportional Band (PB))‫برخی‬ ‫در‬ ‫بهره‬‫جای‬ ‫به‬
‫بردها‬‫ر‬‫کا‬
‫كن‬ ‫ل‬‫كنتر‬‫به‬ ‫نسبت‬ ‫آيند‬‫ر‬‫ف‬ ‫يك‬ ‫ل‬‫كنتر‬ ‫در‬ ‫ي‬‫بيشتر‬ ‫حساسيت‬ ‫و‬‫دقت‬‫دو‬ ‫هاي‬ ‫نده‬
‫وضعيتی‬
‫محرك‬ ‫يعني‬ ، ‫كننده‬ ‫ل‬‫كنتر‬‫از‬ ‫بعد‬ ‫عناصر‬ ‫جهت‬ ‫بيشتر‬ ‫هزينه‬ ‫پرداخت‬‫عنصر‬ ‫و‬
‫نهايي‬
‫ماندگار‬ ‫حالت‬ ‫در‬ ‫خطا‬ ‫كامل‬ ‫اصالح‬ ‫در‬ ‫توانایی‬ ‫عدم‬(‫آي‬‫ر‬‫ف‬ ‫جي‬‫و‬‫خر‬ ‫بین‬ ‫خطا‬‫و‬ ‫ند‬
‫مطلوب‬ ‫مقدار‬)
‫کنترلر‬‫تناسبی‬(P)
‫ماندگار‬ ‫حالت‬ ‫خطای‬
‫ق‬‫فو‬ ‫سیستم‬ ‫در‬ ‫ماندگار‬ ‫حالت‬ ‫خطای‬:2
‫آفست‬‫ا‬‫ر‬ ‫خطا‬ ‫این‬(offset)‫گویند‬.
‫شدن‬ ‫نوسانی‬ ‫قیمت‬ ‫به‬ ‫گین‬ ‫ایش‬‫ز‬‫اف‬ ‫با‬ ‫آفست‬ ‫کاهش‬‫پاسخ‬
‫ل‬‫كنتر‬‫حلقه‬ ‫خطاي‬ ‫شدن‬ ‫صفر‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫اهکار‬‫ر‬ ‫یک‬:‫بایاس‬ ‫تنظیم‬‫دار‬
‫لر‬‫ر‬‫کنت‬P‫د‬‫ر‬‫دا‬ ‫خطا‬ ‫صفر‬‫ودی‬‫ر‬‫و‬ ‫ای‬‫ز‬‫ا‬‫به‬‫جی‬‫و‬‫خر‬ ‫حالت‬ ‫این‬ ‫در‬ ‫اما‬،.
‫پوینت‬ ‫ست‬ ‫تغییر‬ ‫ای‬‫ز‬‫ا‬‫به‬ ‫بایاس‬ ‫تغییر‬ ‫به‬ ‫نیاز‬
‫بهترين‬‫عمل‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫ماندگار‬ ‫حالت‬ ‫در‬ ‫خطا‬ ‫بردن‬ ‫بین‬ ‫از‬‫اه‬‫ر‬
‫ي‬‫گیر‬ ‫ال‬‫ر‬‫انتگ‬
pV K e b 
‫ل‬‫كنتر‬ ‫اين‬‫جي‬‫و‬‫خر‬‫كننده‬:‫ال‬‫ر‬‫انتگ‬‫به‬‫ودي‬‫ر‬‫و‬ ‫خطاي‬‫آن‬
‫تأثیر‬ ‫تحت‬ ‫لحظه‬ ‫هر‬‫در‬ ‫آن‬‫جي‬‫و‬‫خر‬‫خطاهاي‬‫های‬ ‫مان‬‫ز‬ ‫در‬ ‫سیستم‬
‫گذشته‬(‫دار‬ ‫حافظه‬ ‫كننده‬ ‫ل‬‫كنتر‬ ‫يك‬)
Ti:‫مان‬‫ز‬ ‫یا‬ ‫ی‬‫گیر‬ ‫ال‬‫ر‬‫انتگ‬‫مان‬‫ز‬reset
‫کنترلر‬‫انتگرالی‬(I)‫یا‬reset
1
( )
i
V e t dt
T
 
‫بایاس‬ ‫با‬ ‫است‬ ‫دار‬ ‫بایاس‬ ‫تناسبی‬ ‫لر‬‫ر‬‫کنت‬ ‫همان‬ ‫لر‬‫ر‬‫کنت‬ ‫این‬‫بر‬ ‫که‬‫متغیر‬
‫اساس‬‫خطای‬‫شود‬ ‫می‬ ‫تنظیم‬ ‫سیستسم‬ ‫گذشته‬.
‫تنهایی‬ ‫به‬ ‫الی‬‫ر‬‫انتگ‬ ‫لر‬‫ر‬‫کنت‬:‫ناپای‬ ‫احتمال‬ ‫و‬ ‫آهسته‬ ‫بسیار‬‫ی‬‫دار‬
‫ایش‬‫ز‬‫اف‬Ti‫ناپایدار‬ ‫و‬ ‫نوسانی‬ ‫امکان‬‫کاهش‬ ‫و‬ ‫شدن‬ ‫کندتر‬ ‫موجب‬
‫سیستم‬ ‫شدن‬
‫تناسبی‬ ‫لر‬‫ر‬‫کنت‬ ‫با‬ ‫ترکیب‬‫در‬ ‫ل‬‫معمو‬‫ت‬‫ر‬‫صو‬‫به‬
‫اصلی‬ ‫مزیت‬:‫ماندگار‬ ‫خطای‬ ‫کاهش‬ ‫و‬ ‫آفست‬ ‫عدم‬
1 1
( ) ( ) (0) ( )
i i
dV
e t V t V e t dt
dt T T
    
Td:‫مان‬‫ز‬‫ی‬‫گیر‬‫مشتق‬
‫یعنی‬ ‫ثابت‬ ‫خطای‬ ‫و‬ ‫آن‬ ‫مقدار‬ ‫نه‬ ‫خطا‬ ‫ات‬‫ر‬‫تغیی‬ ‫به‬ ‫تنها‬‫حساس‬‫جی‬‫و‬‫خر‬
‫صفر‬
‫گ‬‫ر‬‫بز‬ ‫مانی‬‫ز‬ ‫ثابت‬ ‫با‬ ‫یا‬ ‫تاخیردار‬ ‫آیندهای‬‫ر‬‫ف‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫مناسب‬
‫ش‬‫گتر‬‫ر‬‫بز‬ ‫از‬ ‫قبل‬ ‫دهنگام‬‫و‬‫ز‬ ‫تصحیح‬‫و‬ ‫خطا‬ ‫کننده‬ ‫بینی‬ ‫پیش‬‫و‬ ‫آن‬ ‫دن‬
‫سیستم‬ ‫ی‬‫پایدار‬ ‫ایش‬‫ز‬‫اف‬ ‫نتیجه‬ ‫در‬
‫کنترلر‬‫مشتقی‬(D)‫یا‬Rate
( )
d
de t
V T
dt

‫اصلی‬ ‫مشکالت‬:
‫کننده‬ ‫ل‬‫کنتر‬ ‫اشباع‬ ‫موجب‬‫جی‬‫و‬‫خر‬ ‫در‬ ‫شدید‬ ‫نویزهای‬ ‫وجود‬‫و‬
‫ل‬‫کنتر‬ ‫ن‬‫قانو‬
‫اهکار‬‫ر‬:‫نوی‬‫حذف‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫گذر‬ ‫پایین‬ ‫فیلترهای‬ ‫از‬ ‫استفاده‬‫ز‬
‫ایجاد‬ ‫باعث‬‫که‬ ‫پوینت‬ ‫ست‬ ‫ناگهانی‬ ‫ات‬‫ر‬‫تغیی‬derivativekick
‫شود‬ ‫می‬.
‫اهکار‬‫ر‬:‫مشت‬ ‫پوینت‬‫ست‬ ‫یاد‬‫ز‬ ‫ات‬‫ر‬‫تغیی‬ ‫با‬ ‫های‬ ‫سیستم‬‫در‬‫ی‬‫گیر‬‫ق‬
‫خطا‬ ‫جای‬ ‫به‬‫جی‬‫و‬‫خر‬ ‫ی‬‫و‬‫ر‬
( ( ) ( ))( ) dd y t y tde t
dt dt


‫وجود‬ ‫دلیل‬ ‫به‬P‫وجود‬ ‫دلیل‬ ‫به‬ ‫و‬ ‫د‬‫ر‬‫دا‬ ‫خوبی‬ ‫سرعت‬I‫حالت‬ ‫خطای‬
‫د‬‫ر‬‫ندا‬ ‫ماندگار‬.
‫کنترلر‬‫انتگرالی‬ ‫تناسبی‬(PI)
1
( ) ( ( ) ( ) )p
i
V t K e t e t dt
T
  
( ) 1
(1 )
( )
p
i
V s
K
E s T s
 
‫ی‬‫گیر‬ ‫ال‬‫ر‬‫انتگ‬‫مان‬‫ز‬ ‫کاهش‬ ‫اثر‬:‫نوسانات‬ ‫ایش‬‫ز‬‫اف‬
‫تناسبی‬‫کنترلر‬-‫مشتقی‬(PD)
‫تناسبی‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫ماندگار‬ ‫خطای‬ ‫ی‬ ‫کاهش‬ ‫تاثیر‬
‫کندی‬ ‫با‬ ‫مقایسه‬ ‫در‬ ‫اغتشاشات‬ ‫سریع‬ ‫تصحیح‬ ‫توانایی‬I
‫متفاوت‬ ‫های‬ ‫نتیجه‬‫با‬‫مشتق‬ ‫مان‬‫ز‬‫تغییر‬‫ی‬‫گیر‬
( )
( ) ( ( ) )p d
de t
V t K e t T
dt
 
( )
(1 )
( )
p d
V s
K T s
E s
 
‫کنترلر‬‫تناسبی‬-‫مشتقی‬-‫انتگرالی‬(PID)
1 ( )
( ) ( ( ) ( ) )p d
i
de t
V t K e t e t dt T
T dt
  
( ) 1
(1 )
( )
p d
i
V s
K T s
E s T s
  
‫پاسخ‬ ‫های‬‫مشخصه‬‫بر‬‫کنترلر‬ ‫ضرایب‬‫تغییر‬‫تاثیر‬
‫پیک‬ ‫زمان‬ ‫و‬ ‫افزایش‬ ‫اورشوت‬ ‫و‬ ‫کم‬ ‫ماندگار‬ ‫خطای‬ ‫تناسبی‬ ‫گین‬ ‫افزایش‬ ‫با‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫ناپایدار‬ ‫و‬ ‫نوسانی‬ ‫سیستم‬ ‫کم‬ ‫کم‬ ‫و‬ ‫یابد‬ ‫می‬ ‫کاهش‬
‫و‬ ‫کند‬ ‫نمی‬ ‫غیر‬ ‫زیاد‬ ‫پیک‬ ‫زمان‬ ‫ولی‬ ‫زیاد‬ ‫اورشوت‬ ‫گیر‬ ‫انگرال‬ ‫گین‬ ‫افزایش‬ ‫با‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫نوسانی‬ ‫سیستم‬ ‫کم‬ ‫کم‬
‫از‬ ‫اورشوت‬ ‫و‬ ‫کند‬ ‫می‬ ‫پیدا‬ ‫سریعتر‬ ‫پاسخی‬ ‫سیستم‬ ‫گیر‬ ‫مشتق‬ ‫آمدن‬ ‫با‬
‫ورد‬ ‫می‬ ‫بین‬
‫کنترلر‬ ‫نوع‬ ‫انتخاب‬ ‫د‬‫ر‬‫مو‬‫در‬‫نکات‬‫از‬ ‫ای‬‫خالصه‬
‫از‬ ‫استفاده‬PI‫خطاي‬‫که‬ ‫مانی‬‫ز‬‫اولويت‬ ‫در‬ ‫ماندگار‬‫است‬.
‫اس‬ ‫اهمیت‬‫د‬‫ر‬‫مو‬‫پاسخ‬ ‫سرعت‬‫که‬‫وقتی‬ ،‫گیر‬‫مشتق‬ ‫از‬ ‫استفاده‬‫ت‬.
،‫است‬ ‫اهمیت‬‫د‬‫ر‬‫مو‬‫پاسخ‬ ‫سرعت‬ ‫هم‬‫و‬ ‫ماندگار‬‫خطای‬ ‫هم‬‫که‬ ‫مانی‬‫ز‬
‫از‬ ‫استفاده‬PID
‫از‬ ‫استفاده‬ ‫ناپایدار‬ ‫ذاتا‬ ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫در‬PD‫ی‬‫پایدار‬ ‫ایش‬‫ز‬‫اف‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫پیشنهاد‬.
‫های‬‫کنترلر‬ ‫امترهای‬‫ر‬‫پا‬ ‫تنظیم‬PID
‫سا‬‫ر‬‫حداقل‬ ‫به‬ ‫و‬ ‫مطلوب‬‫ودی‬‫ر‬‫و‬ ‫کردن‬ ‫دنبال‬ ‫کنترلی‬‫حلقه‬ ‫هدف‬‫ندن‬
‫دیابی‬‫ر‬ ‫خطای‬
‫ب‬ ‫و‬ ‫سیستم‬‫کار‬‫به‬ ‫ع‬‫و‬‫شر‬ ‫از‬ ‫پیش‬ ‫لر‬‫ر‬‫کنت‬ ‫امترهای‬‫ر‬‫پا‬ ‫تنظیم‬‫هدف‬ ‫ا‬
‫ق‬‫فو‬‫هدف‬ ‫ی‬‫ساز‬‫ده‬‫ر‬‫آو‬‫ر‬‫ب‬
‫مطلوب‬‫ماندگار‬ ‫و‬ ‫ا‬‫ر‬‫گذ‬‫حالت‬ ‫با‬‫مطلوب‬‫نقطه‬ ‫تعقیب‬
‫مناسب‬ ‫تنظیم‬ ‫عدم‬‫ت‬‫ر‬‫صو‬‫در‬‫مشكالتي‬ ،‫امترها‬‫ر‬‫پا‬‫اج‬‫ر‬‫ف‬ ‫نظیر‬‫هش‬
‫از‬ ‫بيش‬،‫حد‬‫حالت‬ ‫خطاي‬،‫ماندگار‬‫ش‬ ‫نوساني‬ ‫يا‬ ‫سيستم‬ ‫كندي‬‫دن‬
‫آن‬
1)‫یر‬‫ز‬‫معیار‬ ‫توابع‬‫از‬ ‫یک‬‫هر‬ ‫کردن‬‫حداقل‬
‫نیکولز‬‫یگلر‬‫ز‬ ‫تجربی‬‫معیار‬
‫نهایی‬ ‫ش‬‫و‬‫ر‬ ‫به‬ ‫ش‬‫و‬‫ر‬ ‫این‬(ultimate method)‫به‬ ‫نیاز‬ ‫دلیل‬ ‫به‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫شناخته‬
‫نهایی‬ ‫بهره‬‫محاسبه‬(ultimate gain)‫نهایی‬ ‫تناوب‬ ‫ه‬‫ر‬‫دو‬ ‫و‬(ultimate period)
‫بهره‬‫نهایی‬(Su:)‫تناسبی‬ ‫مد‬ ‫در‬ ‫لر‬‫ر‬‫کنت‬ ‫توسط‬ ‫ل‬‫قبو‬ ‫قابل‬ ‫بهره‬ ‫حداکثر‬(‫ح‬‫لقه‬
‫بسته‬)‫اس‬ ‫پایدار‬ ‫سیستم‬ ‫آن‬ ‫از‬ ‫قبل‬ ‫و‬ ‫ناپایدار‬ ‫به‬ ‫سیستم‬ ‫آن‬ ‫از‬ ‫بعد‬ ‫که‬‫ت‬.
‫شود‬ ‫می‬‫نوسانی‬ ‫سیستم‬ ‫نهایی‬ ‫بهره‬ ‫ای‬‫ز‬‫ا‬ ‫به‬.
‫پریود‬‫نهایی‬(Pu:)‫تناوب‬ ‫ه‬‫ر‬‫دو‬(‫پریود‬)‫نهایی‬ ‫بهره‬‫حالت‬ ‫در‬ ‫نوسانات‬
‫کار‬‫ش‬‫و‬‫ر‬:‫سیستم‬ ‫ی‬‫ناپایدار‬ ‫ز‬‫مر‬ ‫تا‬ ‫لر‬‫ر‬‫کنت‬ ‫گین‬ ‫تغییر‬
‫نیکولز‬‫یگلر‬‫ز‬‫کنترلر‬‫در‬ ‫امترها‬‫ر‬‫پا‬‫تنظیم‬:‫ش‬‫و‬‫ر‬‫بست‬ ‫حلقه‬‫ه‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫استفاده‬ ‫لرها‬‫ر‬‫کنت‬ ‫احی‬‫ر‬‫ط‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫نهایی‬ ‫گین‬ ‫و‬ ‫بهره‬‫از‬.
‫پ‬ ‫ودی‬‫ر‬‫و‬‫به‬‫تاخیر‬ ‫با‬ ‫ل‬‫او‬ ‫مرتبه‬ ‫سیستم‬ ‫فتار‬‫ر‬ ‫شبیه‬ ‫ی‬‫فتار‬‫ر‬ ‫بر‬ ‫فرض‬‫له‬
(FOPDT: first order plus dead time)
‫سیستم‬ ‫حلقه‬ ‫بازکردن‬ ‫از‬ ‫ی‬‫جلوگیر‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬:‫اتوم‬ ‫مود‬ ‫در‬ ‫لر‬‫ر‬‫کنت‬ ‫دادن‬ ‫ار‬‫ر‬‫ق‬‫و‬ ‫ات‬
‫پ‬ ‫شبیه‬ ‫دی‬‫ر‬‫و‬ ‫ایجاد‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫پوینت‬ ‫ست‬ ‫تغییر‬ ‫و‬ ‫مقدار‬ ‫آخرین‬ ‫بر‬ ‫آن‬ ‫تنظیم‬‫در‬ ‫له‬
‫پاسخ‬ ‫ضبط‬ ‫و‬ ‫لر‬‫ر‬‫کنت‬ ‫جی‬‫و‬‫خر‬
‫نیکولز‬‫یگلر‬‫ز‬‫کنترلر‬‫در‬ ‫امترها‬‫ر‬‫پا‬‫تنظیم‬:‫ش‬‫و‬‫ر‬‫حلقه‬‫باز‬
‫تمرین‬:
2-12‫و‬2-13
‫تحویل‬:‫بعد‬ ‫دوهفته‬
‫های‬‫کننده‬ ‫ل‬‫کنتر‬ ‫د‬‫ر‬‫مو‬‫در‬‫جانبی‬ ‫نکات‬PID
‫لر‬‫ر‬‫کنت‬ ‫با‬ ‫بسته‬ ‫حلقه‬‫سیستم‬ ‫تاثیر‬P‫اغتشاش‬ ‫کاهش‬ ‫بر‬
‫ﭘﻴﺸﺮﻭ‬ ‫ﻣﺪﺍﺭ‬ ‫ﺩﺭ‬‫ﺳﻴﺴﺘﻢ‬‫ﺑﻬﺮﻩ‬‫ﻣﻘﺪﺍﺭ‬ ‫ایش‬‫ز‬‫اف‬K‫حلقه‬‫گین‬ ‫افزایش‬‫کاهش‬‫اغتشاش‬‫تاثیر‬
‫افزایش‬K:‫تاثیر‬100%‫خروجی‬‫بر‬‫نویز‬
‫کننده‬‫ل‬‫کنتر‬ ‫ا‬‫ر‬‫چ‬PD‫ند؟‬‫ز‬ ‫می‬‫تخمین‬ ‫ا‬‫ر‬‫خطا‬
‫ﺗﺨﻤﻴﻦ‬‫ﺑﺎ‬‫ﺍﺳﺖ‬ ‫ﻣﺘﻨﺎﺳﺐ‬ ‫ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ‬ ‫ﻓﺮﻣﺎﻥ‬ ‫ﺑﻨﺎﺑﺮﺍﻳﻦ‬‫ﻣﻴﺰﺍﻥ‬‫ﺩﺭ‬ ‫ﺧﻄﺎ‬‫ﺯﻣﺎﻥ‬Td‫ﺁﻳﻨﺪﻩ‬
‫ﺭﺍ‬ ‫ﭘﺎﺳﺦ‬‫ﺳﺮﻋﺖ‬ ‫ﮔﻴﺮ‬ ‫ﻣﺸﺘﻖ‬ ‫ﺑﻬﺮﻩ‬ ‫ﺍﻓﺰﺍﻳﺶ‬‫ایش‬‫ز‬‫اف‬‫ﻣﻲ‬‫ﺩﻫﺪ‬‫ﻭ‬ ‫ﻧﻮﺳﺎﻧﺎﺕ‬‫ﺍﻓﺰﺍﻳﺶ‬ ‫ﻫﺰﻳﻨﻪ‬ ‫ﺑﻪ‬ ‫ﻭﻟﻲ‬
‫ﮐﺎﻫﺶ‬‫ی‬‫پایدار‬
‫ﻛﻨﺘﺮﻝ‬ ‫ﻣﻮﺍﺭﺩ‬ ‫ﺑﺮﺧﻲ‬ ‫ﺩﺭ‬‫ﻛﻨﻨﺪﻩ‬PID‫ﻛﺎﻓﻲ‬‫نمی‬‫ﺑﺎﺷﺪ‬:
-‫ﻓﺮﺁﻳﻨﺪﻫﺎﻱ‬‫ﺍﺯﺩﻭ‬ ‫ﺑﺎﻻﺗﺮ‬ ‫ﺭﺗﺒﻪ‬ ‫ﺩﻳﻨﺎﻣﻴﻚ‬ ‫ﺑﺎ‬
-‫ﺳﻴﺴﺘﻤﻬﺎﻱ‬‫ﺑﺎ‬‫ﺗﺄﺧﻴﺮ‬‫یاد‬‫ز‬
-‫ﺳﻴﺴﺘﻤﻬﺎﻱ‬‫ﻏﻴﺮ‬ ‫ﺳﻴﺴﺘﻤﻬﺎﻱ‬ ‫ﻳﺎ‬ ‫ﻧﺎﭘﺎﻳﺪﺍﺭ‬ ‫ﺻﻔﺮ‬ ‫ﺩﺍﺭﺍﻱ‬‫ﻣﻴﻨﻴﻤﻢ‬‫فاز‬
-‫ﺣﺬﻑ‬‫ﺧﺮﻭﺟﻲ‬ ‫ﺩﺭ‬ ‫ﺧﺎﺹ‬ ‫ﻓﺮﻛﺎﻧﺴﻬﺎﻱ‬
‫ﻛﻨﻨﺪﻩ‬ ‫ﭘﻴﺎﺩﻩ‬‫سا‬‫ﻛﻨﺘﺮﻝ‬ ‫ﺯﻱ‬‫کننده‬‫ﻫﺎ‬
‫آنالوگ‬:
‫الکتریکی‬
‫الکترونیکی‬
‫نیوماتیکی‬
‫دیجیتال‬(processor based:)
PLCs
Microcontrollers
…
‫الکتریکی‬‫کنترلرهای‬:‫ﻛﻨﻨﺪﻩ‬‫ﻛﻨﺘﺮﻝ‬ ‫ﻧﻮﻉ‬ ‫ﺍﻭﻟﻴﻦ‬‫ﻫﺎﻱ‬PID‫اند‬ ‫شده‬‫ساخته‬ ‫الکتریکی‬‫غیرفعال‬ ‫های‬‫املان‬ ‫از‬.
‫کنترلرهای‬‫الکترونیکی‬:
Pid controllers

Pid controllers

  • 1.
  • 2.
    ‫بخش‬ ‫این‬ ‫اصلی‬‫مراجع‬: ،‫تبریز‬‫فنی‬ ‫عالی‬ ‫ش‬‫ز‬‫آمو‬ ‫مرکز‬ ،‫صنعتی‬ ‫ل‬‫کنتر‬،‫طهماسبی‬ ‫احمد‬1387.  T. A. Hughes, Measurement and Control Basics, International Society of Automation (ISA),2015.  J. Choi, Steady State Error, Lecture Notes of Control Systems, Lecture 13, Dep. Of Mech. Eng., Michigan State Univ.
  • 4.
    ‫شکل‬ ‫به‬ ‫ا‬‫ر‬‫آن‬‫ترنسمیتر‬ ‫و‬ ‫کند‬ ‫می‬ ‫ی‬‫گیر‬ ‫ه‬‫ز‬‫اندا‬ ‫ا‬‫ر‬ ‫سیگنال‬ ‫ر‬‫سنسو‬‫های‬ ‫کند‬ ‫می‬ ‫تبدیل‬ ‫انتقال‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫د‬‫ر‬‫استاندا‬.‫سیگنال‬ ‫مثاال‬4‫تا‬20mA‫یا‬3‫تا‬15 psi‫دیجیتال‬ ‫فرم‬ ‫یا‬ Input transmission:‫ا‬‫ر‬‫ب‬ ‫پوینت‬ ‫ست‬ ‫سیگنال‬ ‫جنس‬ ‫به‬ ‫ا‬‫ر‬ ‫سیگنال‬‫ی‬ ‫د‬‫ر‬‫آو‬ ‫می‬ ‫در‬ ‫مقایسه‬.‫پوینت‬ ‫ست‬ ‫سیگنال‬ ‫اگر‬ ‫مثال‬0‫تا‬10mv‫و‬ ‫است‬ ‫ترنسمیتر‬ ‫جی‬‫و‬‫خر‬4‫تا‬20mA‫شود‬ ‫می‬ ‫ولتاژ‬ ‫حسب‬ ‫بر‬. Output Transmission:‫ب‬ ‫اعمال‬ ‫قابل‬ ‫فرم‬ ‫به‬ ‫ا‬‫ر‬ ‫ل‬‫کنتر‬ ‫تابع‬ ‫جی‬‫و‬‫خر‬‫ه‬ ‫کنترلی‬‫ولو‬‫کند‬ ‫می‬ ‫تبدیل‬.
  • 5.
  • 6.
  • 8.
  • 9.
  • 10.
    Typical Schematic ofa Analogue PID Controllers ‫نمایشگرهای‬ ‫آنالوگ‬ ‫نمایشگرهای‬ ‫دیجیتال‬ ‫و‬‫دستی‬ ‫مد‬ ‫اتومات‬ ‫ست‬ ‫تنظیم‬ ‫پوینت‬
  • 11.
  • 12.
  • 13.
  • 14.
    ‫ساخت‬‫ﻛﻨﺘﺮ‬‫ل‬‫ﻛﻨﻨﺪ‬‫ه‬‫ﻫﺎ‬‫ي‬‫ﺑﺮ‬ ‫ﺗﻨﺎﺳﺒﻲ‬‫ر‬ ‫اي‬‫ﻗﻄﻊ‬‫ﻣﺸﻜﻞ‬‫ﻓﻊ‬‫و‬ ‫و‬‫ﺻ‬‫ـ‬‫ﻠﻬﺎ‬‫ي‬‫ﻣﻜ‬‫ـ‬‫ﺮ‬‫در‬ ‫ر‬ ‫ﻛﻨﺘ‬‫ـ‬‫ﺮ‬‫ل‬‫ﻛﻨﻨ‬‫ـ‬‫ﺪ‬‫ه‬‫ﻫ‬‫ـ‬‫ﺎ‬‫دو‬‫ي‬‫و‬‫ﺿ‬‫ـ‬‫ﻌﻴﺘﻲ‬ ‫تناسبی‬ ‫باند‬ ‫از‬ ‫استفاده‬(Proportional Band (PB))‫برخی‬ ‫در‬ ‫بهره‬‫جای‬ ‫به‬ ‫بردها‬‫ر‬‫کا‬ ‫كن‬ ‫ل‬‫كنتر‬‫به‬ ‫نسبت‬ ‫آيند‬‫ر‬‫ف‬ ‫يك‬ ‫ل‬‫كنتر‬ ‫در‬ ‫ي‬‫بيشتر‬ ‫حساسيت‬ ‫و‬‫دقت‬‫دو‬ ‫هاي‬ ‫نده‬ ‫وضعيتی‬ ‫محرك‬ ‫يعني‬ ، ‫كننده‬ ‫ل‬‫كنتر‬‫از‬ ‫بعد‬ ‫عناصر‬ ‫جهت‬ ‫بيشتر‬ ‫هزينه‬ ‫پرداخت‬‫عنصر‬ ‫و‬ ‫نهايي‬ ‫ماندگار‬ ‫حالت‬ ‫در‬ ‫خطا‬ ‫كامل‬ ‫اصالح‬ ‫در‬ ‫توانایی‬ ‫عدم‬(‫آي‬‫ر‬‫ف‬ ‫جي‬‫و‬‫خر‬ ‫بین‬ ‫خطا‬‫و‬ ‫ند‬ ‫مطلوب‬ ‫مقدار‬) ‫کنترلر‬‫تناسبی‬(P)
  • 15.
  • 19.
    ‫ق‬‫فو‬ ‫سیستم‬ ‫در‬‫ماندگار‬ ‫حالت‬ ‫خطای‬:2 ‫آفست‬‫ا‬‫ر‬ ‫خطا‬ ‫این‬(offset)‫گویند‬. ‫شدن‬ ‫نوسانی‬ ‫قیمت‬ ‫به‬ ‫گین‬ ‫ایش‬‫ز‬‫اف‬ ‫با‬ ‫آفست‬ ‫کاهش‬‫پاسخ‬
  • 20.
    ‫ل‬‫كنتر‬‫حلقه‬ ‫خطاي‬ ‫شدن‬‫صفر‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫اهکار‬‫ر‬ ‫یک‬:‫بایاس‬ ‫تنظیم‬‫دار‬ ‫لر‬‫ر‬‫کنت‬P‫د‬‫ر‬‫دا‬ ‫خطا‬ ‫صفر‬‫ودی‬‫ر‬‫و‬ ‫ای‬‫ز‬‫ا‬‫به‬‫جی‬‫و‬‫خر‬ ‫حالت‬ ‫این‬ ‫در‬ ‫اما‬،. ‫پوینت‬ ‫ست‬ ‫تغییر‬ ‫ای‬‫ز‬‫ا‬‫به‬ ‫بایاس‬ ‫تغییر‬ ‫به‬ ‫نیاز‬ ‫بهترين‬‫عمل‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫ماندگار‬ ‫حالت‬ ‫در‬ ‫خطا‬ ‫بردن‬ ‫بین‬ ‫از‬‫اه‬‫ر‬ ‫ي‬‫گیر‬ ‫ال‬‫ر‬‫انتگ‬ pV K e b 
  • 21.
    ‫ل‬‫كنتر‬ ‫اين‬‫جي‬‫و‬‫خر‬‫كننده‬:‫ال‬‫ر‬‫انتگ‬‫به‬‫ودي‬‫ر‬‫و‬ ‫خطاي‬‫آن‬ ‫تأثیر‬‫تحت‬ ‫لحظه‬ ‫هر‬‫در‬ ‫آن‬‫جي‬‫و‬‫خر‬‫خطاهاي‬‫های‬ ‫مان‬‫ز‬ ‫در‬ ‫سیستم‬ ‫گذشته‬(‫دار‬ ‫حافظه‬ ‫كننده‬ ‫ل‬‫كنتر‬ ‫يك‬) Ti:‫مان‬‫ز‬ ‫یا‬ ‫ی‬‫گیر‬ ‫ال‬‫ر‬‫انتگ‬‫مان‬‫ز‬reset ‫کنترلر‬‫انتگرالی‬(I)‫یا‬reset 1 ( ) i V e t dt T  
  • 22.
    ‫بایاس‬ ‫با‬ ‫است‬‫دار‬ ‫بایاس‬ ‫تناسبی‬ ‫لر‬‫ر‬‫کنت‬ ‫همان‬ ‫لر‬‫ر‬‫کنت‬ ‫این‬‫بر‬ ‫که‬‫متغیر‬ ‫اساس‬‫خطای‬‫شود‬ ‫می‬ ‫تنظیم‬ ‫سیستسم‬ ‫گذشته‬. ‫تنهایی‬ ‫به‬ ‫الی‬‫ر‬‫انتگ‬ ‫لر‬‫ر‬‫کنت‬:‫ناپای‬ ‫احتمال‬ ‫و‬ ‫آهسته‬ ‫بسیار‬‫ی‬‫دار‬ ‫ایش‬‫ز‬‫اف‬Ti‫ناپایدار‬ ‫و‬ ‫نوسانی‬ ‫امکان‬‫کاهش‬ ‫و‬ ‫شدن‬ ‫کندتر‬ ‫موجب‬ ‫سیستم‬ ‫شدن‬ ‫تناسبی‬ ‫لر‬‫ر‬‫کنت‬ ‫با‬ ‫ترکیب‬‫در‬ ‫ل‬‫معمو‬‫ت‬‫ر‬‫صو‬‫به‬ ‫اصلی‬ ‫مزیت‬:‫ماندگار‬ ‫خطای‬ ‫کاهش‬ ‫و‬ ‫آفست‬ ‫عدم‬ 1 1 ( ) ( ) (0) ( ) i i dV e t V t V e t dt dt T T     
  • 23.
    Td:‫مان‬‫ز‬‫ی‬‫گیر‬‫مشتق‬ ‫یعنی‬ ‫ثابت‬ ‫خطای‬‫و‬ ‫آن‬ ‫مقدار‬ ‫نه‬ ‫خطا‬ ‫ات‬‫ر‬‫تغیی‬ ‫به‬ ‫تنها‬‫حساس‬‫جی‬‫و‬‫خر‬ ‫صفر‬ ‫گ‬‫ر‬‫بز‬ ‫مانی‬‫ز‬ ‫ثابت‬ ‫با‬ ‫یا‬ ‫تاخیردار‬ ‫آیندهای‬‫ر‬‫ف‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫مناسب‬ ‫ش‬‫گتر‬‫ر‬‫بز‬ ‫از‬ ‫قبل‬ ‫دهنگام‬‫و‬‫ز‬ ‫تصحیح‬‫و‬ ‫خطا‬ ‫کننده‬ ‫بینی‬ ‫پیش‬‫و‬ ‫آن‬ ‫دن‬ ‫سیستم‬ ‫ی‬‫پایدار‬ ‫ایش‬‫ز‬‫اف‬ ‫نتیجه‬ ‫در‬ ‫کنترلر‬‫مشتقی‬(D)‫یا‬Rate ( ) d de t V T dt 
  • 24.
    ‫اصلی‬ ‫مشکالت‬: ‫کننده‬ ‫ل‬‫کنتر‬‫اشباع‬ ‫موجب‬‫جی‬‫و‬‫خر‬ ‫در‬ ‫شدید‬ ‫نویزهای‬ ‫وجود‬‫و‬ ‫ل‬‫کنتر‬ ‫ن‬‫قانو‬ ‫اهکار‬‫ر‬:‫نوی‬‫حذف‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫گذر‬ ‫پایین‬ ‫فیلترهای‬ ‫از‬ ‫استفاده‬‫ز‬ ‫ایجاد‬ ‫باعث‬‫که‬ ‫پوینت‬ ‫ست‬ ‫ناگهانی‬ ‫ات‬‫ر‬‫تغیی‬derivativekick ‫شود‬ ‫می‬. ‫اهکار‬‫ر‬:‫مشت‬ ‫پوینت‬‫ست‬ ‫یاد‬‫ز‬ ‫ات‬‫ر‬‫تغیی‬ ‫با‬ ‫های‬ ‫سیستم‬‫در‬‫ی‬‫گیر‬‫ق‬ ‫خطا‬ ‫جای‬ ‫به‬‫جی‬‫و‬‫خر‬ ‫ی‬‫و‬‫ر‬ ( ( ) ( ))( ) dd y t y tde t dt dt  
  • 25.
    ‫وجود‬ ‫دلیل‬ ‫به‬P‫وجود‬‫دلیل‬ ‫به‬ ‫و‬ ‫د‬‫ر‬‫دا‬ ‫خوبی‬ ‫سرعت‬I‫حالت‬ ‫خطای‬ ‫د‬‫ر‬‫ندا‬ ‫ماندگار‬. ‫کنترلر‬‫انتگرالی‬ ‫تناسبی‬(PI) 1 ( ) ( ( ) ( ) )p i V t K e t e t dt T    ( ) 1 (1 ) ( ) p i V s K E s T s  
  • 26.
    ‫ی‬‫گیر‬ ‫ال‬‫ر‬‫انتگ‬‫مان‬‫ز‬ ‫کاهش‬‫اثر‬:‫نوسانات‬ ‫ایش‬‫ز‬‫اف‬
  • 27.
    ‫تناسبی‬‫کنترلر‬-‫مشتقی‬(PD) ‫تناسبی‬ ‫طریق‬ ‫از‬‫ماندگار‬ ‫خطای‬ ‫ی‬ ‫کاهش‬ ‫تاثیر‬ ‫کندی‬ ‫با‬ ‫مقایسه‬ ‫در‬ ‫اغتشاشات‬ ‫سریع‬ ‫تصحیح‬ ‫توانایی‬I ‫متفاوت‬ ‫های‬ ‫نتیجه‬‫با‬‫مشتق‬ ‫مان‬‫ز‬‫تغییر‬‫ی‬‫گیر‬ ( ) ( ) ( ( ) )p d de t V t K e t T dt   ( ) (1 ) ( ) p d V s K T s E s  
  • 28.
    ‫کنترلر‬‫تناسبی‬-‫مشتقی‬-‫انتگرالی‬(PID) 1 ( ) () ( ( ) ( ) )p d i de t V t K e t e t dt T T dt    ( ) 1 (1 ) ( ) p d i V s K T s E s T s   
  • 29.
  • 30.
    ‫پیک‬ ‫زمان‬ ‫و‬‫افزایش‬ ‫اورشوت‬ ‫و‬ ‫کم‬ ‫ماندگار‬ ‫خطای‬ ‫تناسبی‬ ‫گین‬ ‫افزایش‬ ‫با‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫ناپایدار‬ ‫و‬ ‫نوسانی‬ ‫سیستم‬ ‫کم‬ ‫کم‬ ‫و‬ ‫یابد‬ ‫می‬ ‫کاهش‬ ‫و‬ ‫کند‬ ‫نمی‬ ‫غیر‬ ‫زیاد‬ ‫پیک‬ ‫زمان‬ ‫ولی‬ ‫زیاد‬ ‫اورشوت‬ ‫گیر‬ ‫انگرال‬ ‫گین‬ ‫افزایش‬ ‫با‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫نوسانی‬ ‫سیستم‬ ‫کم‬ ‫کم‬ ‫از‬ ‫اورشوت‬ ‫و‬ ‫کند‬ ‫می‬ ‫پیدا‬ ‫سریعتر‬ ‫پاسخی‬ ‫سیستم‬ ‫گیر‬ ‫مشتق‬ ‫آمدن‬ ‫با‬ ‫ورد‬ ‫می‬ ‫بین‬
  • 31.
    ‫کنترلر‬ ‫نوع‬ ‫انتخاب‬‫د‬‫ر‬‫مو‬‫در‬‫نکات‬‫از‬ ‫ای‬‫خالصه‬ ‫از‬ ‫استفاده‬PI‫خطاي‬‫که‬ ‫مانی‬‫ز‬‫اولويت‬ ‫در‬ ‫ماندگار‬‫است‬. ‫اس‬ ‫اهمیت‬‫د‬‫ر‬‫مو‬‫پاسخ‬ ‫سرعت‬‫که‬‫وقتی‬ ،‫گیر‬‫مشتق‬ ‫از‬ ‫استفاده‬‫ت‬. ،‫است‬ ‫اهمیت‬‫د‬‫ر‬‫مو‬‫پاسخ‬ ‫سرعت‬ ‫هم‬‫و‬ ‫ماندگار‬‫خطای‬ ‫هم‬‫که‬ ‫مانی‬‫ز‬ ‫از‬ ‫استفاده‬PID ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫ناپایدار‬ ‫ذاتا‬ ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫در‬PD‫ی‬‫پایدار‬ ‫ایش‬‫ز‬‫اف‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫پیشنهاد‬.
  • 32.
    ‫های‬‫کنترلر‬ ‫امترهای‬‫ر‬‫پا‬ ‫تنظیم‬PID ‫سا‬‫ر‬‫حداقل‬‫به‬ ‫و‬ ‫مطلوب‬‫ودی‬‫ر‬‫و‬ ‫کردن‬ ‫دنبال‬ ‫کنترلی‬‫حلقه‬ ‫هدف‬‫ندن‬ ‫دیابی‬‫ر‬ ‫خطای‬ ‫ب‬ ‫و‬ ‫سیستم‬‫کار‬‫به‬ ‫ع‬‫و‬‫شر‬ ‫از‬ ‫پیش‬ ‫لر‬‫ر‬‫کنت‬ ‫امترهای‬‫ر‬‫پا‬ ‫تنظیم‬‫هدف‬ ‫ا‬ ‫ق‬‫فو‬‫هدف‬ ‫ی‬‫ساز‬‫ده‬‫ر‬‫آو‬‫ر‬‫ب‬ ‫مطلوب‬‫ماندگار‬ ‫و‬ ‫ا‬‫ر‬‫گذ‬‫حالت‬ ‫با‬‫مطلوب‬‫نقطه‬ ‫تعقیب‬ ‫مناسب‬ ‫تنظیم‬ ‫عدم‬‫ت‬‫ر‬‫صو‬‫در‬‫مشكالتي‬ ،‫امترها‬‫ر‬‫پا‬‫اج‬‫ر‬‫ف‬ ‫نظیر‬‫هش‬ ‫از‬ ‫بيش‬،‫حد‬‫حالت‬ ‫خطاي‬،‫ماندگار‬‫ش‬ ‫نوساني‬ ‫يا‬ ‫سيستم‬ ‫كندي‬‫دن‬ ‫آن‬
  • 33.
  • 34.
  • 35.
    ‫نهایی‬ ‫ش‬‫و‬‫ر‬ ‫به‬‫ش‬‫و‬‫ر‬ ‫این‬(ultimate method)‫به‬ ‫نیاز‬ ‫دلیل‬ ‫به‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫شناخته‬ ‫نهایی‬ ‫بهره‬‫محاسبه‬(ultimate gain)‫نهایی‬ ‫تناوب‬ ‫ه‬‫ر‬‫دو‬ ‫و‬(ultimate period) ‫بهره‬‫نهایی‬(Su:)‫تناسبی‬ ‫مد‬ ‫در‬ ‫لر‬‫ر‬‫کنت‬ ‫توسط‬ ‫ل‬‫قبو‬ ‫قابل‬ ‫بهره‬ ‫حداکثر‬(‫ح‬‫لقه‬ ‫بسته‬)‫اس‬ ‫پایدار‬ ‫سیستم‬ ‫آن‬ ‫از‬ ‫قبل‬ ‫و‬ ‫ناپایدار‬ ‫به‬ ‫سیستم‬ ‫آن‬ ‫از‬ ‫بعد‬ ‫که‬‫ت‬. ‫شود‬ ‫می‬‫نوسانی‬ ‫سیستم‬ ‫نهایی‬ ‫بهره‬ ‫ای‬‫ز‬‫ا‬ ‫به‬. ‫پریود‬‫نهایی‬(Pu:)‫تناوب‬ ‫ه‬‫ر‬‫دو‬(‫پریود‬)‫نهایی‬ ‫بهره‬‫حالت‬ ‫در‬ ‫نوسانات‬ ‫کار‬‫ش‬‫و‬‫ر‬:‫سیستم‬ ‫ی‬‫ناپایدار‬ ‫ز‬‫مر‬ ‫تا‬ ‫لر‬‫ر‬‫کنت‬ ‫گین‬ ‫تغییر‬ ‫نیکولز‬‫یگلر‬‫ز‬‫کنترلر‬‫در‬ ‫امترها‬‫ر‬‫پا‬‫تنظیم‬:‫ش‬‫و‬‫ر‬‫بست‬ ‫حلقه‬‫ه‬
  • 37.
    ‫شود‬ ‫می‬ ‫استفاده‬‫لرها‬‫ر‬‫کنت‬ ‫احی‬‫ر‬‫ط‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫نهایی‬ ‫گین‬ ‫و‬ ‫بهره‬‫از‬.
  • 39.
    ‫پ‬ ‫ودی‬‫ر‬‫و‬‫به‬‫تاخیر‬ ‫با‬‫ل‬‫او‬ ‫مرتبه‬ ‫سیستم‬ ‫فتار‬‫ر‬ ‫شبیه‬ ‫ی‬‫فتار‬‫ر‬ ‫بر‬ ‫فرض‬‫له‬ (FOPDT: first order plus dead time) ‫سیستم‬ ‫حلقه‬ ‫بازکردن‬ ‫از‬ ‫ی‬‫جلوگیر‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬:‫اتوم‬ ‫مود‬ ‫در‬ ‫لر‬‫ر‬‫کنت‬ ‫دادن‬ ‫ار‬‫ر‬‫ق‬‫و‬ ‫ات‬ ‫پ‬ ‫شبیه‬ ‫دی‬‫ر‬‫و‬ ‫ایجاد‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫پوینت‬ ‫ست‬ ‫تغییر‬ ‫و‬ ‫مقدار‬ ‫آخرین‬ ‫بر‬ ‫آن‬ ‫تنظیم‬‫در‬ ‫له‬ ‫پاسخ‬ ‫ضبط‬ ‫و‬ ‫لر‬‫ر‬‫کنت‬ ‫جی‬‫و‬‫خر‬ ‫نیکولز‬‫یگلر‬‫ز‬‫کنترلر‬‫در‬ ‫امترها‬‫ر‬‫پا‬‫تنظیم‬:‫ش‬‫و‬‫ر‬‫حلقه‬‫باز‬
  • 41.
  • 42.
    ‫های‬‫کننده‬ ‫ل‬‫کنتر‬ ‫د‬‫ر‬‫مو‬‫در‬‫جانبی‬‫نکات‬PID ‫لر‬‫ر‬‫کنت‬ ‫با‬ ‫بسته‬ ‫حلقه‬‫سیستم‬ ‫تاثیر‬P‫اغتشاش‬ ‫کاهش‬ ‫بر‬ ‫ﭘﻴﺸﺮﻭ‬ ‫ﻣﺪﺍﺭ‬ ‫ﺩﺭ‬‫ﺳﻴﺴﺘﻢ‬‫ﺑﻬﺮﻩ‬‫ﻣﻘﺪﺍﺭ‬ ‫ایش‬‫ز‬‫اف‬K‫حلقه‬‫گین‬ ‫افزایش‬‫کاهش‬‫اغتشاش‬‫تاثیر‬ ‫افزایش‬K:‫تاثیر‬100%‫خروجی‬‫بر‬‫نویز‬
  • 43.
    ‫کننده‬‫ل‬‫کنتر‬ ‫ا‬‫ر‬‫چ‬PD‫ند؟‬‫ز‬ ‫می‬‫تخمین‬‫ا‬‫ر‬‫خطا‬ ‫ﺗﺨﻤﻴﻦ‬‫ﺑﺎ‬‫ﺍﺳﺖ‬ ‫ﻣﺘﻨﺎﺳﺐ‬ ‫ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ‬ ‫ﻓﺮﻣﺎﻥ‬ ‫ﺑﻨﺎﺑﺮﺍﻳﻦ‬‫ﻣﻴﺰﺍﻥ‬‫ﺩﺭ‬ ‫ﺧﻄﺎ‬‫ﺯﻣﺎﻥ‬Td‫ﺁﻳﻨﺪﻩ‬ ‫ﺭﺍ‬ ‫ﭘﺎﺳﺦ‬‫ﺳﺮﻋﺖ‬ ‫ﮔﻴﺮ‬ ‫ﻣﺸﺘﻖ‬ ‫ﺑﻬﺮﻩ‬ ‫ﺍﻓﺰﺍﻳﺶ‬‫ایش‬‫ز‬‫اف‬‫ﻣﻲ‬‫ﺩﻫﺪ‬‫ﻭ‬ ‫ﻧﻮﺳﺎﻧﺎﺕ‬‫ﺍﻓﺰﺍﻳﺶ‬ ‫ﻫﺰﻳﻨﻪ‬ ‫ﺑﻪ‬ ‫ﻭﻟﻲ‬ ‫ﮐﺎﻫﺶ‬‫ی‬‫پایدار‬
  • 44.
    ‫ﻛﻨﺘﺮﻝ‬ ‫ﻣﻮﺍﺭﺩ‬ ‫ﺑﺮﺧﻲ‬‫ﺩﺭ‬‫ﻛﻨﻨﺪﻩ‬PID‫ﻛﺎﻓﻲ‬‫نمی‬‫ﺑﺎﺷﺪ‬: -‫ﻓﺮﺁﻳﻨﺪﻫﺎﻱ‬‫ﺍﺯﺩﻭ‬ ‫ﺑﺎﻻﺗﺮ‬ ‫ﺭﺗﺒﻪ‬ ‫ﺩﻳﻨﺎﻣﻴﻚ‬ ‫ﺑﺎ‬ -‫ﺳﻴﺴﺘﻤﻬﺎﻱ‬‫ﺑﺎ‬‫ﺗﺄﺧﻴﺮ‬‫یاد‬‫ز‬ -‫ﺳﻴﺴﺘﻤﻬﺎﻱ‬‫ﻏﻴﺮ‬ ‫ﺳﻴﺴﺘﻤﻬﺎﻱ‬ ‫ﻳﺎ‬ ‫ﻧﺎﭘﺎﻳﺪﺍﺭ‬ ‫ﺻﻔﺮ‬ ‫ﺩﺍﺭﺍﻱ‬‫ﻣﻴﻨﻴﻤﻢ‬‫فاز‬ -‫ﺣﺬﻑ‬‫ﺧﺮﻭﺟﻲ‬ ‫ﺩﺭ‬ ‫ﺧﺎﺹ‬ ‫ﻓﺮﻛﺎﻧﺴﻬﺎﻱ‬
  • 45.
  • 46.
    ‫الکتریکی‬‫کنترلرهای‬:‫ﻛﻨﻨﺪﻩ‬‫ﻛﻨﺘﺮﻝ‬ ‫ﻧﻮﻉ‬ ‫ﺍﻭﻟﻴﻦ‬‫ﻫﺎﻱ‬PID‫اند‬‫شده‬‫ساخته‬ ‫الکتریکی‬‫غیرفعال‬ ‫های‬‫املان‬ ‫از‬.
  • 48.

Editor's Notes

  • #9 هر چند تغییر پارامترها با تغییر مقاومت ممکن است، اما در انتخاب ضرایب در حالت کلی با محدودیت مواجه هستیم.
  • #13  سیگنال الکنریکی به پی ال سی که ماژولار نیز هست و ممکن است از چند پردازشگر برای انجام محاسباتش استفاده کند، وارد می شود همزمان با پردازش و ارسال سیگنال کنترلی می تواند توسط نمایشگر محلی پی ال سی یا نرم افزار نصب شده روی پی سی نمایش داده شود. به علاوه اینترفیس طراحی شده، این قابلیت را فراهم می آورد تا کاربر تغییرات لازم چه در تغییر ست پوینت چه در تغییرات دیگر را از طریق پی سی به پی ال سی اعمال کند.
  • #23 کاربرد به تنهایی در فرآیندهایی که نیاز به تصحیحی آهسته دارند مثلا کنترل سطح مایع، دما یا PH
  • #24 عمل مشتق گيري براي فرآيندهاي تأخيردار يا با ثابت زماني بزرگ مناسب است ؛ زيرا معمولاً تغييرات خطا مقدمه اي براي افزايش آن است و كنترل كننده مشتق گير از اين نظر آمادگي لازم براي تصحيح خطاهاي آتي را فراهم مي آورد ، يعني كنترل كننده ديدي آينده نگر و پيش بيني دارد و به همين دليل گاهي آن را كنترل كننده پيش فاز نيز مي گويند . خ: می گوید تغییرات خطا زیاد شد پس پیش بینی می کند که خطا به همین نحو ادامه می یابد پس تغییرات زیادی لازم است
  • #25 چرا كه تغييرات شديد ناشي از نويز باعث افزايش خروجي كنترل كننده ، اشباع آن و همچنين اشباع عنصر نهايي مي شود . در چنين مواردي ، براي حذف نويز از فيلترهاي مخصوص استفاده مي گردد. -6 معمولاً از عمل مشتق گيري ، در كنترل فرآيندهايي با چندين ثابت زماني استفاده مي كنيم . تجربه نشان مي دهد كه در اين حالت ؛ بهتر است زمان مشتق گيري حدود دومين يا سومين ثابت زماني بزرگ فرآيند انتخاب شود .
  • #27 علت افزایش نو
  • #28 به تنهایی اثری روی خطای ماندگار ندارد اما اجازه افزایش بهره را به دلیل افزایش پایداری و میرایی می دهد که خطای ماندگار را کاهش می دهد. زمانی که ضریب مشتق کاهش می یابد، کنترلر تناسبی تاثیر بیشتری روی ورودی داشته و سبب می شود تا نوسانات افزایش یابد و با افزایش ضریب تاثیر کنترل مشتقی بیشتر شده و موجب می شود تا نوسانات میراتر گردند. اما افزایش بیش از حد آن خود باعث نوسانی شدن شود چرا که گین خطا را افزایش داده و به تغییرات خطا حساس می شود.
  • #34 معیارهای فوق بیشتر مناسب تحقق توسط کامیوترها هستند.
  • #35 اساس تنظیم پارامترها این است که نسبت پیک اورشوت اول به پیک اورشوت دوم ¼ باشد. معیار تجربی زیگلر نیکولز با هدف پاسخ سریع سیستم (نوسان اول) و میرایی سریع است (نوسان دوم که ¼ نوسان اول است)
  • #40 در این روش در واقع تابع تبدیل سیستم مرتبه اول را که شامل تاخیر، گین نهایی، و ثابت زمانی است را شناسایی می کنیم. Lr =K/T
  • #44 با افزایش زمان مشتق، پیش بینی خطا از خطای فعلی فاصله زیادی می گیرد. نوسانات اضافه شده ناشی بر خود موج سوار میشوند نه نوسانات میرای سیستم. در حالت کلی حاشیه پایداری را مشتق گیر افزایش می دهد