PID கட்டுப்படுத்தியைப் புரிந்துகொள்வது

பிஐடி கட்டுப்பாட்டுக் கோட்பாட்டின் முதல் வெற்றிகரமான மதிப்பீடு 1920 ஆம் ஆண்டளவில் கப்பல்களுக்கான தானியங்கி திசைமாற்றி அமைப்புகளின் துறையில் நடைமுறையில் சரிபார்க்கப்பட்டது. இதற்குப் பிறகு இது உகந்த மற்றும் துல்லியமான உற்பத்தி வெளியீட்டு விவரக்குறிப்புகள் தேவைப்படும் பல்வேறு தொழில்துறை தானியங்கி செயல்முறை கட்டுப்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்பட்டது. உற்பத்தி அலகுகளுக்கு PID துல்லியமாக நியூமேடிக் கட்டுப்பாட்டை அடைவதற்கு பிரபலமாக செயல்படுத்தப்பட்டது, இறுதியில் PID கோட்பாடு நவீன காலங்களில் மின்னணு கட்டுப்பாட்டுகளில் பயன்படுத்தப்பட்டது.

PID கட்டுப்படுத்தி என்றால் என்ன

பிஐடி என்ற சொல் விகிதாசார ஒருங்கிணைந்த டெரிவேட்டிவ் கன்ட்ரோலரின் சுருக்கமாகும், இது ஒரு பின்னூட்ட வளைய பொறிமுறையாகும், இது பல்வேறு தொழில்துறை கட்டுப்பாட்டு இயந்திரங்களை துல்லியமாக கட்டுப்படுத்த வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, மேலும் முக்கியமான மற்றும் தானியங்கி பண்பேற்றம் கட்டுப்பாடுகள் தேவைப்படும் பல ஒத்த பயன்பாடுகள்.

இதைச் செயல்படுத்த, ஒரு PID கட்டுப்படுத்தி கணினி செயல்பாட்டை தொடர்ந்து கண்காணித்து, தூண்டப்பட்ட பிழை உறுப்பைக் கணக்கிடுகிறது. இது தேவையான செட்-பாயிண்ட் (எஸ்.பி) மற்றும் அளவிடப்பட்ட செயல்முறை மாறி (பி.வி) ஆகியவற்றுக்கு இடையிலான வேறுபாட்டின் வடிவத்தில் இந்த உடனடி பிழை மதிப்பை மதிப்பீடு செய்கிறது.

மேற்கூறியவற்றைக் கொண்டு, விகிதாசார (பி), ஒருங்கிணைந்த (I) மற்றும் வழித்தோன்றல் (டி) வெளிப்பாடுகளின் அடிப்படையில் ஒரு உடனடி மற்றும் தானியங்கி பின்னூட்ட திருத்தம் செயல்படுத்தப்படுகிறது, எனவே இதற்கு PID கட்டுப்படுத்தி என்று பெயர்.

எளிமையான சொற்களில், ஒரு பிஐடி கட்டுப்படுத்தி கொடுக்கப்பட்ட இயந்திர அமைப்பின் செயல்பாட்டை தொடர்ந்து கண்காணிக்கிறது, மேலும் ஒரு குறிப்பிட்ட வழிமுறை மூலம் வெளிப்புற தாக்கங்களால் ஏற்படும் மாறுபாடுகளைப் பொறுத்து அதன் வெளியீட்டு பதிலை சரிசெய்கிறது. இதனால் இயந்திரம் எப்போதும் நிர்ணயிக்கப்பட்ட இலட்சிய நிலைமைகளுக்குள் செயல்படுவதை உறுதி செய்கிறது.

PID தொகுதி வரைபடத்தைப் புரிந்துகொள்வது

3 கட்டுப்பாட்டு அளவுருக்களைக் கண்டறிந்து நிர்வகிக்கும் திறன் காரணமாக ஒரு பிஐடி கட்டுப்படுத்தி ஒரு பல்துறை கட்டுப்பாட்டு அமைப்பாகக் கருதப்படுகிறது: விகிதாசார, ஒருங்கிணைந்த மற்றும் வழித்தோன்றல், மற்றும் இந்த 3 அளவுருக்களைக் குறிக்கும் வகையில், வெளியீட்டில் நோக்கம் கொண்ட உகந்த கட்டுப்பாட்டை தீவிர துல்லியத்துடன் பயன்படுத்துகிறது.

கீழே உள்ள படம் PID இன் தொகுதி வரைபடத்தைக் காட்டுகிறது. இந்த தொகுதி வரைபடத்தைக் குறிப்பிடுவதன் மூலம் PID இன் செயல்பாட்டின் அடிப்படைக் கொள்கையை நாம் விரைவாக புரிந்து கொள்ள முடியும்.

பட உபயம்: en.wikipedia.org/wiki/File:PID_en.svg

பிழை மதிப்புக்கு ஒத்த e (t), இலக்கு நிர்ணயிக்கப்பட்ட புள்ளியுடன் தொடர்புடைய r (t) மற்றும் அளவிடப்பட்ட செயல்முறை மாறியாக y (t) போன்ற மாறிகளின் தொகுப்பை இங்கே காணலாம். PID கட்டுப்படுத்தி அதன் செயல்பாடு முழுவதும் பிழையான மதிப்பை e (t) நோக்கம் கொண்ட செட் பாயிண்ட் r (t) அல்லது SP மற்றும் அளவிடப்பட்ட செயல்முறை மதிப்பு y (t) அல்லது PV ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான வித்தியாசத்தை மதிப்பிடுவதன் மூலம் கண்காணிக்கிறது, இதன் விளைவாக அளவுருக்களைப் பயன்படுத்தி ஒரு கருத்து திருத்தம் அல்லது தேர்வுமுறை செயல்படுத்துகிறது. அதாவது: விகிதாசார, ஒருங்கிணைந்த மற்றும் வழித்தோன்றல்.

கட்டுப்பாட்டு மாறிகள் (p, I, d) பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்ட எடையுள்ள தொகையின் அடிப்படையில் கட்டுப்பாட்டு மதிப்பை u (t) ஐ புதிய மதிப்புகளுக்கு சரிசெய்வதன் மூலம், பிழையின் விளைவைக் குறைப்பதற்கான ஒரு முயற்சியை கட்டுப்படுத்தி தொடர்கிறது.

எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு வால்வு கட்டுப்பாட்டின் செயல்பாட்டில், அதன் திறப்பு மற்றும் மூடல் மேலே விவரிக்கப்பட்டுள்ளபடி, சிக்கலான மதிப்பீடுகள் மூலம் ஒரு PID ஆல் தொடர்ந்து மாறுபடும்.

காட்டப்பட்ட அமைப்பில் பல்வேறு சொற்களை கீழே விளக்கப்பட்டுள்ளபடி புரிந்து கொள்ளலாம்:

பி- கட்டுப்படுத்தி:

பி என்ற சொல் எஸ்பி - பிவிக்கான முடிவை மதிப்பிடுவதன் மூலம் பெறப்பட்ட உடனடி பிழை மதிப்புகளுக்கு விகிதாசாரமாகும். பிழை மதிப்பு பெரிதாக இருக்கும்போது சூழ்நிலையில், கட்டுப்பாட்டு வெளியீடும் “K” என்ற ஆதாய காரணியைக் கொண்டு விகிதாசார அளவில் பெரிதாகிறது. எவ்வாறாயினும், வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு போன்ற இழப்பீடு தேவைப்படும் ஒரு செயல்பாட்டில், விகிதாசாரக் கட்டுப்பாடு தனித்தனியாக செட் பாயிண்ட் மற்றும் உண்மையான செயல்முறை மதிப்பு முழுவதும் தவறுகளுக்கு வழிவகுக்கும், ஏனெனில் விகிதாசார பதிலை உருவாக்க பிழை பின்னூட்டமின்றி திருப்திகரமாக வேலை செய்ய முடியாது. பிழையான கருத்து இல்லாமல், சரியான திருத்த பதில் சாத்தியமில்லை என்று குறிக்கிறது.

நான்- கட்டுப்படுத்தி:

எஸ்பி - பி.வி பிழைகள் முன்பு மதிப்பிடப்பட்ட மதிப்புகளுக்கு நான் பொறுப்பேற்கிறேன், மேலும் அதன் செயல்பாட்டுக் காலத்தில் அவற்றை ஐ என்ற வார்த்தையை உருவாக்க ஒருங்கிணைக்கிறது. உதாரணமாக, எஸ்பி - பி.வி ஏதேனும் பிழையை உருவாக்கினால் விகிதாசார கட்டுப்பாடு பயன்படுத்தப்படுகிறது, அளவுரு I செயலில் உள்ளது மற்றும் இந்த மீதமுள்ள பிழையை நிறுத்த முயற்சிக்கிறது. முந்தைய நேரத்தில் பதிவுசெய்யப்பட்ட பிழையின் ஒட்டுமொத்த மதிப்பு காரணமாக தூண்டப்பட்ட கட்டுப்பாட்டு பதிலுடன் இது உண்மையில் நிகழ்கிறது. இது நடந்தவுடன், நான் காலத்தை மேலும் மேம்படுத்துவதை நிறுத்துகிறேன். பிழை காரணி ஏமாற்றுவதால் விகிதாசார விளைவு அதற்கேற்ப குறைக்கப்படுவதற்கு இது காரணமாகிறது, இருப்பினும் ஒருங்கிணைந்த விளைவு உருவாகும்போது இதுவும் ஈடுசெய்யப்படுகிறது.

டி- கட்டுப்படுத்தி:

பி என்ற காரணி மாற்றத்தின் உடனடி விகிதத்தைப் பொறுத்து, எஸ்.பி - பி.வி பிழைக்கான வளர்ந்து வரும் போக்குகளுக்கு டி என்ற சொல் மிகவும் பொருத்தமான தோராயமாகும். இந்த மாற்ற விகிதம் விரைவாக மேம்பட்டால், பின்னூட்டக் கட்டுப்பாடு மிகவும் ஆக்ரோஷமாக செயல்படுத்துகிறது, மேலும் நேர்மாறாகவும்.

பிஐடி ட்யூனிங் என்றால் என்ன

மேலே விவாதிக்கப்பட்ட அளவுருக்களுக்கு உகந்த கட்டுப்பாட்டு செயல்பாட்டை உறுதி செய்வதற்கு சரியான சமநிலை தேவைப்படலாம், மேலும் இது “லூப் ட்யூனிங்” எனப்படும் ஒரு செயல்முறையின் மூலம் அடையப்படுகிறது. சம்பந்தப்பட்ட சரிப்படுத்தும் மாறிலிகள் பின்வரும் விலக்குகளில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி “K” என குறிக்கப்படுகின்றன. இந்த மாறிலிகள் ஒவ்வொன்றும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பயன்பாட்டிற்காக தனித்தனியாக பெறப்பட வேண்டும், ஏனெனில் மாறிலிகள் கண்டிப்பாக சார்ந்து மாறுபடும், ஏனெனில் சுழற்சியில் சம்பந்தப்பட்ட குறிப்பிட்ட வெளிப்புற அளவுருக்களின் பண்புகள் மற்றும் தாக்கங்கள். கொடுக்கப்பட்ட அளவுருவை அளவிடுவதற்குப் பயன்படுத்தப்படும் சென்சார்களின் பதில், கட்டுப்பாட்டு வால்வு போன்ற இறுதித் தூண்டுதல் உறுப்பு, லூப் சிக்னலில் சாத்தியமான நேரம் கழித்தல் மற்றும் செயல்முறை போன்றவை இதில் அடங்கும்.

பயன்பாட்டின் வகையை அடிப்படையாகக் கொண்டு செயல்படுத்தலின் தொடக்கத்தில் மாறிலிகளுக்கு தோராயமான மதிப்புகளைப் பயன்படுத்துவது ஏற்கத்தக்கதாக இருக்கலாம், இருப்பினும் இது இறுதியில் சில தீவிரமான சிறந்த சரிப்படுத்தும் மற்றும் நடைமுறை சோதனையின் மூலம் முறுக்குதல் தேவைப்படலாம், தொகுப்பு புள்ளிகளில் மாற்றங்களை கட்டாயப்படுத்துவதன் மூலமும் அதன் பதிலைக் கவனிப்பதன் மூலமும் கணினி கட்டுப்பாடு.

ஒரு கணித மாதிரி அல்லது நடைமுறை வளையத்தில் இருந்தாலும், இரண்டுமே குறிப்பிட்ட சொற்களுக்கு “நேரடி” கட்டுப்பாட்டு நடவடிக்கையைப் பயன்படுத்துவதைக் காணலாம். நேர்மறையான பிழையின் அதிகரிப்பு கண்டறியப்படும்போது, ​​சுருக்கமாக சம்பந்தப்பட்ட சொற்களுக்கான நிலைமையைக் கட்டுப்படுத்த அதற்கேற்ப அதிகரித்த நேர்மறையான கட்டுப்பாடு தொடங்கப்படுகிறது.

இருப்பினும் இது பயன்பாடுகளில் மாற்றியமைக்கப்பட வேண்டியிருக்கலாம், வெளியீட்டு அளவுருவுக்கு நேர்மாறாக உள்ளமைக்கப்பட்ட பண்புக்கூறு இருக்கக்கூடும், இது தலைகீழ் திருத்த நடவடிக்கை தேவைப்படுகிறது. வால்வு திறப்பு செயல்முறை 100% மற்றும் 0% வெளியீட்டைப் பயன்படுத்தி செயல்பட குறிப்பிடப்பட்ட ஒரு ஓட்ட வளையத்தின் எடுத்துக்காட்டைக் கருத்தில் கொள்வோம், ஆனால் அதனுடன் தொடர்புடைய 0% மற்றும் 100% வெளியீட்டைக் கட்டுப்படுத்த வேண்டும், இந்த விஷயத்தில் தலைகீழ் திருத்தக் கட்டுப்பாடு அவசியம். இன்னும் துல்லியமாகச் சொல்வதானால், ஒரு பாதுகாப்பு அம்சத்தைக் கொண்ட நீர் குளிரூட்டும் முறையைக் கருத்தில் கொள்ளுங்கள், அதில் அதன் வால்வு சமிக்ஞை இழப்பின் போது 100% திறந்திருக்க வேண்டும். இந்த வழக்கில் கட்டுப்பாட்டு வெளியீடு ஒரு சமிக்ஞை இல்லாத நிலையில் 0% கட்டுப்பாட்டுக்கு மாற்றப்பட வேண்டும், இதனால் வால்வு முழு 100% இல் திறக்க முடியும், இது 'தலைகீழ் நடிப்பு' கட்டுப்பாடு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

கட்டுப்பாட்டு செயல்பாட்டின் கணித மாதிரி

இந்த கணித மாதிரியில், எதிர்மறை அல்லாத மாறிலிகள் Kp, Ki மற்றும் Kd ஆகியவை முறையே விகிதாசார, ஒருங்கிணைந்த மற்றும் வழித்தோன்றல் சொற்களுக்கான குணகங்களைக் குறிக்கின்றன (சில சந்தர்ப்பங்களில் இவை P, I மற்றும் D என்றும் குறிக்கப்படுகின்றன).

PID கட்டுப்பாட்டு விதிமுறைகளைத் தனிப்பயனாக்குதல்

மேலே உள்ள விவாதங்களிலிருந்து, அடிப்படையில் PID கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு மூன்று கட்டுப்பாட்டு அளவுருக்களுடன் செயல்படுகிறது என்பதை நாங்கள் புரிந்துகொண்டோம், இருப்பினும் சில சிறிய பயன்பாடுகள் இந்த இரண்டு சொற்களைப் பயன்படுத்த விரும்புகின்றன அல்லது மூன்று சொற்களில் ஒரு சொல்லைக் கூட பயன்படுத்த விரும்புகின்றன.

பயன்படுத்தப்படாத சொல்லை பூஜ்ஜிய அமைப்பிற்கு வழங்குவதன் மூலமும், பிஐ, பிடி அல்லது பி அல்லது ஐ போன்ற ஒற்றை சொற்களை இணைப்பதன் மூலமும் தனிப்பயனாக்கம் செய்யப்படுகிறது. இவற்றில், டி என்ற சொல் பொதுவாக சத்தத்திற்கு ஆளாகக்கூடியதால் பிஐ கட்டுப்படுத்தி உள்ளமைவு மிகவும் பொதுவானது கண்டிப்பாக கட்டாயப்படுத்தப்படாவிட்டால், பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில் தாக்கங்கள் மற்றும் நீக்கப்படும். வெளியீடு நேரத்தில் உத்தேச உகந்த இலக்கு மதிப்பை அடைவதற்கு கணினியை உறுதி செய்வதால், நான் வழக்கமாக சேர்க்கப்படுகிறேன்.