علم کنترل اتوماتیک و کنترلر پی آی دی

سلام دوستان:

امروز می خواهم درمورد درس کنترل اتوماتیک صحبت کنم

ممکنه بحث برخلاف میلم  یکم تخصصی باشه ...

درس کنترل یکی از درس های اصلی رشته مکانیک و برق است و درمورد پاسخ یک سیستم به محرک و تاثیر پارامترهای سیستم بر پاسخش صحبت میکنه و چون بررسی یک سیستم در حوزه زمان پاسخ خیلی متغیر(متنوعی دارد) سیستم در حوزه لاپلاس بررسی می شود...

کسانی که با درس کنترل آشنایی دارند در دیاگرام بلوک ها بارها با معادله سیستم در فضای لاپلاس توابع رفت و برگشت و غیره برخورد داشته اند ، در بلوک دیاگرام ها سعی بر خلاصه نمودن آن به معادله مدار بسته سیستم است...

تا کنون از خود پرسیده اید این معادله مداربسته ازکجا آمده و معنایش چیست؟

اگر به سیستم یک ورودی ضربه اعمال کنیم (چون لاپلاس ضربه 1 است ) و از پاسخ سیستم در حوزه زمان لاپلاس بگیریم همین تابع مداربسته سیستم بدست می آید در واقع طبق تعریف معادله سیستم همان خرجی به ورودی یعنی(پاسخ به ورودی است).

خوب تا حالا به بحث کنترولر

P  I  D

برخورد کرده اید؟

 برای مفهوم کنترولر در کتابها مثال شیر آب وسطح آب حوض مطرح است که برای من ملموس نیست و هیچ وقت هم درست نفهمیدمش!

این سری تابستان  که رفتیم مسافرت بخاطر اینکه فکرم به شدت درگیر درسهای تابستان بود در مسیر جاده  چالوس وقتی ترافیک سنگین بود به فکر درس کنترل و عملگر پی ای دی بودم وبا خودم فکر کردم مغز انسان هنگام رانندگی  از چه نوع کنترلری استفاده می کند؟

(اول توضیح بدهم که

P:

کنترلر همان بزرگنمایی خطا است یا به قول برقی ها ضریب بهره یا گین سیستم است...

I:

کنترلر همان کنترلر انتگرال گیر است

D:

کنترلر همان کنترلر مشتق گیر است

و در درس کنترل می خوانیم که کنترلر پی اگر بد انتخاب شود سیستم را به ناپایداری می کشاند...

و کنترلر مشتق گیر به تغییرات خطا حساس است و عکس العمل را سریع می کند ولی خطا را به صفر نمی رساند...

و کنترلر انتگرال گیر خطا را به صفر می رساند ولی سیستم را نیز کند می کند...

خوب این کنترلر ها بعضی وقت ها توسط سیستم انجام می گیرند مثلا یک میکرو پروسسور کار انتگرال گیری از داده ها را انجام می دهد یا اینکه توسط یک سنسور این کار صورت می گیرد...)

خوب برگردم به داستان رانندگی، موقع رانندگی اگر ورودی سیستم را سرعت در نظر بگیریم و مبنا را بر حفظ فاصله و سرعت  با ماشین جلویی قرار دهیم ...

وقتی ماشین جلویی ترمز می کند ما تغییرات سرعت آن را درک  می کنیم و نسبت به شدت ترمز آن ترمز می گیریم(درواقع نسبت به ترمز او با سرعت تصمیم گیری می کنیم...)

خوب حالا اگر ماشین جلویی دائم با ترمز بازی کند و مثلا یک لحظه با شدت ترمز کند و دوباره سریع گاز بدهد ما تنها با تصمیم گیری از تغییرات سرعت(یعنی کنترلر مشتقگیر) بعد از مدتی قاطی می کنیم که فاصله ما از ماشین روبه رو چقدر است و تا چه حد هم سرعت آن حرکت می کنیم در واقع ما عکس العمل سریع ولی خطای زیاد داریم (همین خصوصیت کنترلر مشتقگیر است)

خوب حالا ما می توانیم فاصله ماشین خود با ماشین جلویی را اندازه بگیریم یعنی از تغییرات سرعت انتگرال هم داشته باشیم با این کار می توانیم فاصله خود از ماشین جلویی را با دقت زیادی تنظیم کنیم ولی با این کار عکس العمل کندتری نیز خواهیم داشت یعنی اگر فقط فاصله را چک کنیم اگر ماشین جلویی با شدت ترمز کند ما با آن برخورد خواهیم نمود... (این همان خصوصیت کنترلر انتگرال گیر است)

خوب حالا پی کنترلر کجاست؟

خوب من از عینک استفاده می کنم درواقع ورودی ها را با استفاده از عینک اصلاح می مکنم و اگر از عینک نا مناسب استفاده کنم باعث می شود که نتوانم حفظ فاصله خوبی داشته باشم و در واقع سیستم کنترل فاصله  از ماشین جلویی ناپایدار میشود...

خوب دفعه بعد در مورد آتش روشن کردن بدون کبریت و چای درست کردن بدون کتری می خواهم صحبت کنم!

موفق باشید...