ആനുപാതിക ഇന്റഗ്രൽ റെഗുലേറ്റർമാർ

ആനുപാതിക നിയന്ത്രണത്തിൽ സംഭവിക്കുന്ന സ്റ്റാറ്റിക് പിശക് ആണ്

ആനുപാതികമായ ഒന്നിന് പുറമേ, ഞങ്ങൾ ഒരു അവിഭാജ്യ ലിങ്കും അവതരിപ്പിക്കുകയാണെങ്കിൽ അത് ഇല്ലാതാക്കാം. ഒരു നിശ്ചിത കാലയളവിൽ ε നിരന്തരം സംഗ്രഹിക്കുകയും ഫലമായുണ്ടാകുന്ന മൂല്യത്തിന് ആനുപാതികമായ ഒരു നിയന്ത്രണ സിഗ്നൽ സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്തുകൊണ്ടാണ് രണ്ടാമത്തേത് രൂപപ്പെടുന്നത്.

ഗണിതശാസ്ത്രപരമായി, ഈ പ്രക്രിയയെ ഇനിപ്പറയുന്ന ബന്ധങ്ങളാൽ വിവരിക്കാം:

അവിഭാജ്യ ഘടകത്തിന്റെ ആനുപാതിക ഗുണകം എവിടെയാണ്, കൂടാതെ

Тu "ഇന്റഗ്രേഷൻ ടൈം കോൺസ്റ്റന്റ്, കൺട്രോളർ സെറ്റിംഗ് പാരാമീറ്റർ.

0 ആണെങ്കിൽ, നിയന്ത്രിത മൂല്യത്തിന്റെ ചെറിയ വ്യതിയാനങ്ങൾ ഉണ്ടെങ്കിലും, സിഗ്നലിന് കാലക്രമേണ ഏത് മൂല്യത്തിലും എത്താൻ കഴിയും, ഇത് ε 0 ന് തുല്യമാകുന്നതുവരെ റെഗുലേറ്ററിന്റെ ചലനത്തിലേക്ക് നയിക്കും.

സംയോജന സമയ സ്ഥിരാങ്കത്തിന്റെ ഭൗതിക അർത്ഥം നമുക്ക് പരിഗണിക്കാം. കൺട്രോളർ ഇൻപുട്ടിൽ ഒരു സിഗ്നൽ ലഭിച്ചുവെന്നും ആനുപാതികമായ ഘടകമൊന്നുമില്ലെന്നും നമുക്ക് അനുമാനിക്കാം (= 0). ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ഔട്ട്പുട്ട് സിഗ്നൽ നിയമം അനുസരിച്ച് മാറും

സമയത്തിന് ശേഷം t = ഔട്ട്പുട്ട് സിഗ്നലിന്റെ മൂല്യം തുല്യമായിരിക്കും

(ചിത്രം 1.13a).

അങ്ങനെ, PI കൺട്രോളറിലെ ഏകീകരണ സമയ സ്ഥിരാങ്കം ആ നിമിഷം മുതൽ സമയത്തിന് തുല്യമാണ് സ്ഥിരമായ സിഗ്നൽകൺട്രോളർ ഔട്ട്പുട്ടിലെ സിഗ്നൽ മൂല്യത്തിന് തുല്യമായ മൂല്യത്തിൽ എത്തും ഇൻപുട്ട് സിഗ്നൽ.

PI കൺട്രോളറിലെ ക്ഷണികമായ പ്രക്രിയ ചിത്രം 1.13b ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. സ്റ്റാറ്റിക് പിശക് ഇല്ലാതാക്കുമ്പോൾ, ഇന്റഗ്രൽ റെഗുലേറ്റർ, ക്ഷണികമായ പ്രക്രിയയുടെ ഗുണനിലവാരം മോശമാക്കുന്നു. അതിനാൽ, പ്രായോഗികമായി, സംയുക്ത പിഐ കൺട്രോളറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ചിത്രം 1 - അവിഭാജ്യ (I) റെഗുലേഷനോടുകൂടിയ നിയന്ത്രണ നിയമം (എ) പരിവർത്തന പ്രക്രിയ (ബി).

ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ആനുപാതികവും അവിഭാജ്യവുമായ ലിങ്കിന്റെ സമാന്തര കണക്ഷനും (ചിത്രം 2 എ) ഒരു സീരിയൽ കണക്ഷനും (ചിത്രം 2 ബി) ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ചിത്രം 2 - അനുയോജ്യമായ PI കൺട്രോളറുകളുടെ ബ്ലോക്ക് ഡയഗ്രം.

നിയന്ത്രിത വേരിയബിളിന്റെ വ്യതിയാനത്തിനും വ്യതിയാനത്തിന്റെ അവിഭാജ്യത്തിനും ആനുപാതികമായി PI കൺട്രോളർ റെഗുലേറ്ററിനെ സ്വാധീനിക്കുന്നു.

ചിത്രം 2a-ലെ സർക്യൂട്ടിനായി, PI കൺട്രോളറിന്റെ ഫ്രീക്വൻസി പ്രതികരണത്തിന് ഇനിപ്പറയുന്ന ഫോം ഉണ്ട്:

നിയന്ത്രിത വേരിയബിൾ ε0 മൂല്യം കൊണ്ട് പെട്ടെന്ന് മാറുമ്പോൾ, ഡ്രൈവിന്റെ വേഗത നിർണ്ണയിക്കുന്ന വേഗതയിൽ, പിഐ കൺട്രോളർ, ആക്യുവേറ്ററിനെ ഒരു തുക കൊണ്ട് നീക്കുന്നു (), അതിനുശേഷം ആക്യുവേറ്റർ അതേ ദിശയിലേക്ക് ആനുപാതികമായ വേഗതയിൽ നീങ്ങുന്നു. നിയന്ത്രിത വേരിയബിളിന്റെ വ്യതിയാനം. തൽഫലമായി, ഒരു PI കൺട്രോളറിൽ, നിയന്ത്രിത വേരിയബിൾ സെറ്റ് മൂല്യത്തിൽ നിന്ന് വ്യതിചലിക്കുമ്പോൾ, കൺട്രോളറിന്റെ ആനുപാതിക (സ്റ്റാറ്റിക്) ഘടകം തൽക്ഷണം സജീവമാകും, തുടർന്ന് കൺട്രോളറിന്റെ ഇന്റഗ്രൽ (അസ്റ്റാറ്റിക്) ഘടകം ക്രമേണ വർദ്ധിക്കുന്നു.

ചിത്രം 2a-ൽ സമാന്തര കണക്ഷനുള്ള PI കൺട്രോളറിന്റെ താൽക്കാലിക പ്രതികരണം ചിത്രം 3 (ലൈൻ 1) ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.

ചിത്രം 3 - റെഗുലേറ്ററുകളുടെ PI റെഗുലേഷന്റെ നിയമം: 1 - ചിത്രം 2a ലെ സർക്യൂട്ടിനായി, 2 - ചിത്രം 2b ലെ സർക്യൂട്ടിനായി.

ട്യൂണിംഗ് പാരാമീറ്ററുകൾ പരസ്പര സ്വതന്ത്ര നേട്ട ഘടകങ്ങളും സംയോജന സമയ സ്ഥിരതയുമാണ്.

ചിത്രം 3b ലെ സർക്യൂട്ട് നിയന്ത്രണ നിയമം നടപ്പിലാക്കുന്നു

ഐസോഡ്രോം സമയ സ്ഥിരത എവിടെയാണ്.

ചിത്രം 3b ലെ ഡയഗ്രം അനുസരിച്ച് PI കൺട്രോളറിന്റെ ആവൃത്തി പ്രതികരണത്തിന് ഫോം ഉണ്ട്:

അങ്ങനെ, ചിത്രം 3b-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന ബ്ലോക്ക് ഡയഗ്രം ഉള്ള PI കൺട്രോളറിന് കോഫിഫിഷ്യന്റ് അനുസരിച്ച് സ്റ്റാറ്റിക്, അസ്റ്റാറ്റിക് ഭാഗങ്ങൾക്കായി പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിച്ച ക്രമീകരണങ്ങളുണ്ട്. അതിനാൽ, നേട്ടം ക്രമീകരിക്കുമ്പോൾ, സംയോജന സമയ സ്ഥിരാങ്കവും മാറും:

ഐസോഡ്രോം സമയ സ്ഥിരാങ്കത്തിന്റെ ഭൗതിക അർത്ഥം നമുക്ക് പരിഗണിക്കാം. കൺട്രോളർ ഇൻപുട്ടിൽ സ്ഥിരമായ ഒരു സിഗ്നൽ ലഭിക്കുന്നുവെന്ന് നമുക്ക് അനുമാനിക്കാം. പിന്നെ

റെഗുലേറ്ററിന്റെ ഇൻപുട്ടിൽ ഒരു സിഗ്നൽ ലഭിക്കുമ്പോൾ, ആനുപാതിക ഘടകം പ്രാരംഭ നിമിഷത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കും, റെഗുലേറ്ററിന്റെ ഔട്ട്പുട്ടിൽ ഒരു സിഗ്നൽ ദൃശ്യമാകും. തുടർന്ന്, അവിഭാജ്യ ഘടകത്തിൽ നിന്നുള്ള ഔട്ട്പുട്ട് സിഗ്നൽ രേഖീയമായി വർദ്ധിക്കാൻ തുടങ്ങുകയും ഒരു മൂല്യത്തിൽ എത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.

- റെഗുലേറ്ററിന്റെ അവിഭാജ്യ (അസ്റ്റാറ്റിക്) ഘടകത്തിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ തുടക്കം മുതൽ, ആനുപാതിക (സ്റ്റാറ്റിക്) ഘടകം ഇരട്ടിയാകുന്ന സമയമാണിത്. PI നിയന്ത്രണ സമയത്ത് ക്ഷണികമായ പ്രക്രിയ ചിത്രം 4 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.

ചിത്രം 4 - ആനുപാതിക-സംയോജിത നിയന്ത്രണത്തോടുകൂടിയ ക്ഷണികമായ പ്രക്രിയ.

PI കൺട്രോളർ സ്ഥിരമായ അവസ്ഥയിൽ പൂജ്യം പിശക് നൽകുന്നു.

വ്യാവസായിക പിഐ റെഗുലേറ്ററുകളുടെ ബ്ലോക്ക് ഡയഗ്രമുകളുടെ വകഭേദങ്ങൾ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു

ചിത്രം 5.

ചിത്രം 5 - വ്യാവസായിക പിഐ കൺട്രോളറുകളുടെ ബ്ലോക്ക് ഡയഗ്രമുകൾ.

ഒരു സ്കീം അല്ലെങ്കിൽ മറ്റൊന്ന് തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിലൂടെ, നിങ്ങളുടെ ചുമതലയ്ക്ക് ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ ഘടന നിങ്ങൾക്ക് തിരഞ്ഞെടുക്കാം.

ചിത്രം 6 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന ദൂരദർശിനി മിറർ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനുള്ള ട്രാക്കിംഗ് സിസ്റ്റം നമുക്ക് പരിഗണിക്കാം:

പ്രാരംഭ ഡാറ്റ:

DPT - T m = 0.3 s ന്റെ ഇലക്ട്രോ മെക്കാനിക്കൽ സമയ സ്ഥിരാങ്കം

DPT അർമേച്ചർ സമയ സ്ഥിരാങ്കം - T i = 0.015 s

EMU-ന്റെ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് സർക്യൂട്ടിന്റെ സമയ സ്ഥിരാങ്കം - T ഷോർട്ട് = 0.06 സെ

EMU കൺട്രോൾ സർക്യൂട്ടിന്റെ സമയ സ്ഥിരാങ്കം - T y = 0.007 s

തുടർച്ചയായ തിരുത്തൽ ഉപകരണത്തിന്റെ സമയ സ്ഥിരാങ്കങ്ങൾ:

ശരിയാക്കപ്പെട്ട സിസ്റ്റം നേട്ടം - K sk = 77

ശരിയാക്കാത്ത സിസ്റ്റം നേട്ടം - കെ നെസ്ക് = 5

EMU നേട്ട ഘടകം - TO EMU = 7

ഗിയർബോക്സ് ട്രാൻസ്മിഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റ് - കെ പി = 0.075

അസ്വസ്ഥതയ്ക്കുള്ള ഒരു ഓപ്പൺ-ലൂപ്പ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഗെയിൻ കോഫിഫിഷ്യന്റ് - K f = 0.039

നിയന്ത്രണ സമയം - t p = 1 s

ആന്ദോളന സൂചിക - M = 1.2

സമാഹരിക്കാൻ ഫങ്ഷണൽ ഡയഗ്രംസിസ്റ്റം ഉണ്ടാക്കുന്ന എല്ലാ ഘടകങ്ങളും ATS-ന് അറിയേണ്ടതുണ്ട്.

ടെലിസ്കോപ്പ് മിറർ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനുള്ള ട്രാക്കിംഗ് സിസ്റ്റം ഒരു സെൽസിൻ സെൻസർ SD, ഒരു സെൽസിൻ റിസീവർ SP, ഒരു ഫേസ്-സെൻസിറ്റീവ് റക്റ്റിഫയർ FChV, ഒരു ഇലക്ട്രിക് മെഷീൻ ആംപ്ലിഫയർ EMU, ഒരു DC മോട്ടോർ DPT, ഒരു ഗിയർബോക്സ് R എന്നിവ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഓട്ടോമാറ്റിക് കൺട്രോൾ സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഫങ്ഷണൽ ഡയഗ്രം ചിത്രം 7 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു:

ചിത്രം 7 - ഫങ്ഷണൽ ഡയഗ്രം

സിസ്റ്റത്തിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം.

ദൂരദർശിനിയുടെ നിർദ്ദിഷ്ടവും യഥാർത്ഥവുമായ സ്ഥാനങ്ങൾ പരസ്പരം പൊരുത്തപ്പെടുമ്പോൾ സിസ്റ്റം വിശ്രമത്തിലാണ്.

ട്രാക്കിംഗ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ പൊരുത്തക്കേട് ആംഗിൾ അളക്കാൻ, ട്രാൻസ്ഫോർമർ മോഡിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന സെൽസിനുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

സെൽസിൻ സെൻസറിന്റെ റോട്ടർ ഒരു കോണിലൂടെ തിരിക്കുമ്പോൾ, സെൽസിൻ റിസീവറിന്റെ ഔട്ട്പുട്ടിൽ അനുബന്ധ ഘട്ടത്തിന്റെയും ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡിന്റെയും വോൾട്ടേജ് സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു.

സിൻക്രോ റിസീവറിന്റെ ഔട്ട്‌പുട്ട് സിഗ്നൽ ഒരു ഫേസ്-സെൻസിറ്റീവ് റക്റ്റിഫയറിലേക്ക് നൽകുന്നു, ഇതിന്റെ ചുമതല ഇൻപുട്ട് പരിവർത്തനം ചെയ്യുക എന്നതാണ്. എസി വോൾട്ടേജ്നേരിട്ടുള്ള വൈദ്യുതധാരയിലേക്ക്, ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജിന്റെ ധ്രുവീകരണം ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജിന്റെ ഘട്ടം നിർണ്ണയിക്കുന്നു.

റക്റ്റിഫയറിന്റെ ഔട്ട്പുട്ട് സിഗ്നൽ ഇലക്ട്രിക്കൽ മെഷീൻ ആംപ്ലിഫയറിന്റെ നിയന്ത്രണ വിൻഡിംഗിനെ ബാധിക്കുന്നു. മോട്ടോർ, ഒരു ഗിയർബോക്‌സിലൂടെ, ദൂരദർശിനി മിററിൽ പ്രവർത്തിക്കുകയും സിൻക്രൊണൈസർ-റിസീവറിന്റെ സിംഗിൾ-ഫേസ് വിൻഡിംഗിന്റെ സ്ഥാനം നിയന്ത്രിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു (സിൻക്രണൈസർ-റിസീവറിന്റെ റോട്ടർ, ഫീഡ്‌ബാക്ക് ഉപയോഗിച്ച്, സെൻസറിന്റെ റോട്ടറുമായി ഒരു ഏകോപിത സ്ഥാനത്തേക്ക് മടങ്ങുന്നു. സിൻക്രോ, എഞ്ചിൻ നിർത്തുന്നു).

ദൂരദർശിനി മിററിന്റെ നിർദ്ദിഷ്ടവും യഥാർത്ഥവുമായ സ്ഥാനങ്ങൾ പൊരുത്തപ്പെടുന്നുവെങ്കിൽ, സിംഗിൾ-ഫേസ് സിൻക്രൊണൈസർ വിൻഡിംഗുകളുടെ സ്ഥാനങ്ങൾ ഒന്നുതന്നെയാണ്, സിസ്റ്റം വിശ്രമത്തിലാണ്. അല്ലെങ്കിൽ, സിസ്റ്റം ചലനത്തിലായിരിക്കും.

പി, പിഐ, പിഐഡി, പിഡി റെഗുലേഷൻ നിയമം.

പൊതുവായ വിവരണം

PID കൺട്രോളറുകളുടെ തത്വം

പൊസിഷൻ കൺട്രോളറുകൾക്ക്, നിയന്ത്രണ പ്രക്രിയയിൽ ചുറ്റുമുള്ള ആന്ദോളനങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു പോയിന്റ് നൽകി. സ്വാഭാവികമായും, ഇത് "റിലേ" സ്റ്റാറ്റിക് സ്വഭാവം Y (U-X) മായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.

റെഗുലേറ്റർമാർ
പിഡ് റെഗുലേഷൻ നിയമം ഉപയോഗിച്ച്ചിത്രം ലീനിയർ സ്റ്റാറ്റിക് Y(U-X) സ്വഭാവം കാണിക്കുന്നു.

ആനുപാതിക കൺട്രോളർ

ഇൻപുട്ട് E = U-X (അവശിഷ്ടം), കൺട്രോളർ സിഗ്നൽ Y യുടെ ഔട്ട്പുട്ട് മൂല്യം എന്നിവ Y = K·(U-X) എന്ന ലളിതമായ ബന്ധത്താൽ ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, അത്തരമൊരു കൺട്രോളറിനെ ആനുപാതികമെന്ന് വിളിക്കുന്നു. സ്വാഭാവികമായും, സ്റ്റാറ്റിക് സ്വഭാവത്തിന്റെ രേഖീയ വിഭാഗം അനന്തമല്ല; ഇത് ഔട്ട്പുട്ട് മൂല്യത്തിന്റെ സാധ്യമായ പരമാവധി മൂല്യത്താൽ പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു: Ymax. ഉദാഹരണത്തിന്, ടാങ്കിലെ ജലത്തിന്റെ താപനില നിയന്ത്രിക്കുമ്പോൾ: X എന്നത് ജലത്തിന്റെ താപനിലയാണ്; യു- സെറ്റ് മൂല്യംആവശ്യമായ താപനില; Y- കൺട്രോളർ ഔട്ട്പുട്ട് സിഗ്നൽ (ഹീറ്റർ പവർ, W); Ymax, ഉദാഹരണത്തിന്, 750 W. പരമാവധി ശക്തിയിൽ മൂല്യം E = 75°C ആണെങ്കിൽ, K = 0.1°C/W.
വളരെ വലിയ നേട്ടം K കൊണ്ട്, ആനുപാതിക കൺട്രോളർ പൂജ്യം ഡെഡ് ബാൻഡുള്ള ഒരു പൊസിഷണൽ കൺട്രോളറായി അധഃപതിക്കുന്നു. കുറഞ്ഞ കെ മൂല്യത്തിൽ, ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകളില്ലാതെ നിയന്ത്രണം സംഭവിക്കുന്നു
(ചിത്രം 2 കാണുക).

ഘട്ടം ഘട്ടമായുള്ള മാറ്റങ്ങൾക്ക് പി-റെഗുലേറ്റർ
0 മുതൽ U വരെയുള്ള റഫറൻസുകൾ (ആക്സിലറേഷൻ കർവ്)

നിയന്ത്രിത വേരിയബിൾ X ന്റെ മൂല്യം ഒരിക്കലും ടാർഗെറ്റ് U-ൽ എത്തില്ല എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കുക. സ്റ്റാറ്റിക് പിശക് എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു പിശക് രൂപം കൊള്ളുന്നു: d (ചിത്രം 2 കാണുക). വാസ്തവത്തിൽ, ജലത്തിന്റെ താപനില X ടാർഗെറ്റ് U യെ സമീപിക്കുമ്പോൾ, വിതരണം ചെയ്യുന്ന പവർ Y ക്രമേണ കുറയുന്നു, കാരണം Y=K·(U-X). എന്നാൽ ചൂട് അകന്നുപോയി പരിസ്ഥിതി, വർദ്ധിക്കുന്നു, സന്തുലിതാവസ്ഥ Y = K·d-ൽ സംഭവിക്കും, d 0-ൽ എത്തില്ല, കാരണം d 0 ന് തുല്യമാണെങ്കിൽ, Y=0, X=0 എന്നിവയും. അങ്ങനെ, കൺട്രോളറിന്റെ ഔട്ട്പുട്ടിൽ ഒരു നിശ്ചിത മൂല്യം Y=K·d സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇത് നിയന്ത്രിത മൂല്യം X നെ ക്രമീകരണത്തിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായ ഒരു അവസ്ഥയിലേക്ക് കൊണ്ടുവരുന്നു. വലിയ കെ, ചെറിയ ഡി. എന്നിരുന്നാലും, വേണ്ടത്ര വലിയ കെയിൽ, എടിഎസിനും വസ്തുവിനും സ്വയം ആന്ദോളനങ്ങളിലേക്ക് പോകാം. ഈ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്ന നേട്ടം നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ആക്സിലറേഷൻ കർവ് R ന്റെ ചരിവിന്റെ അനുപാതവും വസ്തുവിന്റെ ഗതാഗത കാലതാമസവുമാണ്: Kmax = 2/(R·to) (ചിത്രം 2 കാണുക).
ചില സന്ദർഭങ്ങളിൽ, ഒരു ചെറിയ ഗതാഗത കാലതാമസത്തോടെ, സ്റ്റാറ്റിക് പിശക് ആവശ്യമായ പരിധിക്കുള്ളിലാണ്, അതിനാൽ പി-റെഗുലേറ്റർമാർ ചില ആപ്ലിക്കേഷൻ കണ്ടെത്തുന്നു. ഔട്ട്പുട്ട് മൂല്യം Y സൃഷ്ടിക്കുമ്പോൾ സ്റ്റാറ്റിക് പിശക് d ഇല്ലാതാക്കാൻ, ടാർഗെറ്റിൽ നിന്നുള്ള വ്യതിയാനത്തിന്റെ ഒരു അവിഭാജ്യ ഘടകം അവതരിപ്പിക്കുന്നു:
Y = K·(U-X) + In(U-X)/Ti,
ഇവിടെ Ti എന്നത് ഏകീകരണ സ്ഥിരാങ്കമാണ്.
അങ്ങനെ, അധികം കൂടുതൽ സമയം, X ന്റെ മൂല്യം റഫറൻസിനേക്കാൾ കുറവായിരിക്കുമ്പോൾ, അവിഭാജ്യ ഘടകം കൂടുതലാണ്, ഔട്ട്പുട്ട് സിഗ്നൽ വലുതാണ്. ഔട്ട്പുട്ട് സിഗ്നൽ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള അത്തരമൊരു നിയമം ഉള്ള ഒരു കൺട്രോളറെ ആനുപാതിക-അഭിജാത പിഐ കൺട്രോളർ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.
സ്ഥിരമായ അവസ്ഥയിൽ (d=0), ഇന്റഗ്രേറ്ററിൽ In/T മൂല്യം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, അത് ആവശ്യമായ X ലഭിക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ ഔട്ട്‌പുട്ട് പവറിന് തുല്യമാണ്. അതിനാൽ, ഇന്റഗ്രേറ്റർ, വസ്തുവിന്റെ സ്റ്റാറ്റിക് ട്രാൻസ്മിഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റ് കണ്ടെത്തുന്നു. ഇന്റഗ്രേറ്ററിൽ സ്ഥിരത കൈവരിക്കാൻ വളരെ സമയമെടുക്കും. അതിനാൽ, ബാഹ്യ സ്വാധീനം വളരെ മന്ദഗതിയിലാകുന്ന സന്ദർഭങ്ങളിൽ PI കൺട്രോളർ ഉപയോഗിക്കാം.
ബാഹ്യത്തിലും പെട്ടെന്നുള്ള മാറ്റങ്ങളിലും ആന്തരിക ഘടകങ്ങൾ(ഉദാഹരണത്തിന്, ടാങ്കിലേക്ക് തണുത്ത വെള്ളം ഒഴിക്കുകയോ ടാസ്ക് പെട്ടെന്ന് മാറ്റുകയോ ചെയ്തു) ഈ മാറ്റങ്ങൾക്ക് നഷ്ടപരിഹാരം നൽകാൻ PI കൺട്രോളറിന് സമയം ആവശ്യമാണ്.
ബാഹ്യ സ്വാധീനങ്ങളോടും ടാസ്ക്കിലെ മാറ്റങ്ങളോടും എസിഎസിന്റെ പ്രതികരണം വേഗത്തിലാക്കാൻ, കൺട്രോളറിലേക്ക് ഒരു ഡിഫറൻഷ്യൽ ഘടകം D(U-X) അവതരിപ്പിക്കുന്നു:
Y = K·(U-X) + In(U-X)/Ti+Тd·D(U-X),
ഇവിടെ Td എന്നത് ഡിഫറൻഷ്യേഷൻ കോൺസ്റ്റന്റ് ആണ്.
E എത്ര വേഗത്തിൽ വളരുന്നുവോ അത്രയും വലുതാണ് D(U-X). അത്തരമൊരു നിയന്ത്രണ നിയമമുള്ള ഒരു കൺട്രോളറെ PID കൺട്രോളർ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഒരു നിർദ്ദിഷ്‌ട ഒബ്‌ജക്റ്റിനായി K, Ti, Td എന്നിവ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിലൂടെ, കൺട്രോളറിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ ഗുണനിലവാരം നിങ്ങൾക്ക് ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാൻ കഴിയും: ലക്ഷ്യത്തിലെത്താൻ എടുക്കുന്ന സമയം കുറയ്ക്കുക, ബാഹ്യ അസ്വസ്ഥതകളുടെ സ്വാധീനം കുറയ്ക്കുക, ലക്ഷ്യത്തിൽ നിന്നുള്ള വ്യതിയാനം കുറയ്ക്കുക. വളരെ വലിയ Ti ഉപയോഗിച്ച്, കൺട്രോളർ വളരെ സാവധാനത്തിൽ വസ്തുവിനെ ലക്ഷ്യത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുവരുന്നു. ചെറിയ ടിയിൽ, അമിത നിയന്ത്രണം സംഭവിക്കുന്നു, അതായത്. ക്രമീകരിക്കാവുന്ന പരാമീറ്റർ X ടാസ്‌ക് ഒഴിവാക്കി (ചിത്രം 7) തുടർന്ന് അതിലേക്ക് ഒത്തുചേരുന്നു. റെഗുലേറ്ററുകൾ ക്രമീകരിക്കുന്നതിനുള്ള രീതികൾ ചുവടെ വിവരിച്ചിരിക്കുന്നു, അതായത്. വസ്തുവിന്റെ ചലനാത്മക ഗുണങ്ങളെ ആശ്രയിച്ച് ഗുണകങ്ങളുടെ കണക്കുകൂട്ടൽ. ട്യൂണിംഗ് കൂടാതെ, PI കൺട്രോളറിന് കഴിയും ഏറ്റവും മോശം നിലവാരംടി-റെഗുലേറ്ററിനേക്കാൾ പ്രവർത്തിക്കുക. സിദ്ധാന്തത്തിൽ അംഗീകരിച്ച P-, PI-, PID- റെഗുലേറ്റർമാരുടെ ട്രാൻസ്ഫർ ഫംഗ്ഷനുകൾ നമുക്ക് അവതരിപ്പിക്കാം ഓട്ടോമാറ്റിക് നിയന്ത്രണം.
ആനുപാതിക കൺട്രോളർ - പി:
y = K(u -x), അതായത്. സെറ്റ് പോയിന്റിൽ നിന്നുള്ള വ്യതിയാനം ഫീഡ്‌ബാക്കിൽ നൽകിയിട്ടുണ്ട്.
ആനുപാതിക-ഇന്റഗ്രൽ - PI:
y = (u-x)(Kp + /pTi), അതായത്. വ്യതിയാനത്തിന്റെ അവിഭാജ്യവും ഫീഡ്‌ബാക്കിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്, ഇത് ഒരു സ്റ്റാറ്റിക് പിശക് ഒഴിവാക്കുന്നു.
ആനുപാതിക-ഇന്റഗ്രൽ-ഡെറിവേറ്റീവ് - PID:
y = (u-x)·(Kp + 1/pTi + p·Td), അതായത്. വ്യതിയാനത്തിന്റെ ഡെറിവേറ്റീവും ഫീഡ്ബാക്കിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്, ഇത് കൺട്രോളറിന്റെ ചലനാത്മക സവിശേഷതകൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നത് സാധ്യമാക്കുന്നു.
PID കൺട്രോളറിന്റെ ബ്ലോക്ക് ഡയഗ്രം ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. 3.

ഒരു PID കൺട്രോളറിന്റെ ബ്ലോക്ക് ഡയഗ്രം

പൊരുത്തക്കേട് E യുടെ വ്യാപ്തി വ്യത്യസ്തതയ്ക്കും സംയോജനത്തിനും വിധേയമാണ്. ഡിഫറൻഷ്യൽ, ആനുപാതികവും അവിഭാജ്യവുമായ ഘടകങ്ങളുടെ വെയ്റ്റിംഗ് ഗുണകങ്ങൾ സംഗ്രഹിച്ചാണ് PID കൺട്രോളറിന്റെ ഔട്ട്പുട്ട് മൂല്യം - Y രൂപപ്പെടുന്നത്. ഈ ഘടകങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, റെഗുലേറ്ററുകളെ P, PI, PID എന്ന് ചുരുക്കി വിളിക്കുന്നു.
PID കൺട്രോളറുകളുടെ പരിഷ്കാരങ്ങളുണ്ട്:
a) ഔട്ട്‌പുട്ടിലോ ആക്യുവേറ്ററിലോ ഒരു ഇന്റഗ്രേറ്റർ ഉണ്ടെങ്കിൽ (ഉദാഹരണത്തിന്, വാട്ടർ ഹീറ്റിംഗ് വാൽവിനുള്ള സെർവോ ഡ്രൈവ്), PD കൺട്രോളർ ഒരു PI കൺട്രോളറായി മാറുന്നു, കൂടാതെ PID കൺട്രോളറിന്റെ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് സർക്യൂട്ടിന് ഇരട്ട വ്യത്യാസം ആവശ്യമാണ്;
b) ഡിഫറൻഷ്യൽ ഘടകം പലപ്പോഴും X-ൽ നിന്ന് മാത്രമേ കണക്കാക്കൂ, ഇത് റഫറൻസ് U മാറുമ്പോൾ മോഡിലേക്ക് സുഗമമായ മാറ്റം നൽകുന്നു.

റെഗുലേറ്ററുകൾ സ്ഥാപിക്കൽഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ PID കൺട്രോളർ ov ഓരോ നിർദ്ദിഷ്ട ഒബ്ജക്റ്റിനും ഒന്ന് മുതൽ മൂന്ന് വരെ ഗുണകങ്ങൾ ക്രമീകരിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. ഓട്ടോമേറ്റഡ് ക്രമീകരണങ്ങളുള്ള എടിഎസ് സാധ്യമാണ്. സ്റ്റാൻഡേർഡ് റെഗുലേറ്റർമാർക്ക്, ഏറ്റവും ലളിതമായ വിശകലനവും പട്ടിക രീതികൾക്രമീകരണങ്ങൾ (ഉദാഹരണത്തിന്, രണ്ട് Zidler ടെക്നിക്കുകൾ).

പ്രതികരണം അനുസരിച്ച് ട്യൂണിംഗ് ഇൻപുട്ട് ജമ്പിലേക്ക്ക്രമീകരണ അൽഗോരിതം:
- ACS ഇൻപുട്ടിലേക്ക് ഒരു പുതിയ ടാസ്ക് (സെറ്റ്പോയിന്റ്) അയച്ചു - ഹീറ്റർ ഓണാക്കി പരമാവധി ശക്തി, കൂടാതെ ക്ഷണികമായ പ്രക്രിയയിൽ നിന്ന് X(t) t0, R, t എന്നിവയും നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു (ചിത്രം 4 കാണുക):

ഗതാഗത കാലതാമസമുള്ള ഒബ്‌ജക്‌റ്റിന് ത്വരിതപ്പെടുത്തൽ വക്രം:
to ആണ് ഗതാഗത കാലതാമസം സമയം;
ti എന്നത് വസ്തുവിന്റെ ജഡത്വം നിർണ്ണയിക്കുന്ന സമയ സ്ഥിരത (പൊരുത്ത സമയം) ആണ്;
Xy - സ്ഥിരമായ മൂല്യം;
R - ആക്സിലറേഷൻ കർവ് dX/dt ന്റെ ചരിവ് (X ന്റെ മാറ്റത്തിന്റെ പരമാവധി നിരക്ക്)

- ട്യൂണിംഗ് ഗുണകങ്ങൾ ഇനിപ്പറയുന്ന ഏകദേശ ബന്ധങ്ങൾ അനുസരിച്ച് കണക്കാക്കുന്നു:
പി-റെഗുലേറ്ററിനായി K= 1/R t0
PD കൺട്രോളറിന് K= 1/R t0, Td=0.25 t0
PI കൺട്രോളറിന് K= 0.8/R t0, Ti= 3 t0
PID കൺട്രോളറിന് K= 1.2/R t0, Ti= 2 t0, Td=0.4 t0.
ഒബ്‌ജക്‌റ്റിനെ എക്‌സിന്റെ പരമാവധി മൂല്യത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുവരേണ്ടതില്ല. എന്നിരുന്നാലും, വളരെ ചെറിയ ഒരു ജമ്പ് മതിയായ ഉയർന്ന കൃത്യതയോടെ R നിർണ്ണയിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നില്ലെന്ന് ഓർമ്മിക്കേണ്ടതാണ്.

പരമാവധി രീതി ഉപയോഗിച്ച് ട്യൂൺ ചെയ്യുന്നു നേട്ടംഒരു ആന്ദോളന പ്രക്രിയ അനുവദനീയമാണെങ്കിൽ ഈ രീതി ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതിൽ നിയന്ത്രിത വേരിയബിളിന്റെ മൂല്യങ്ങൾ നിർദ്ദിഷ്ട U യുടെ പരിധികൾ കവിയുന്നു.

പരമാവധി രീതി ഉപയോഗിച്ച് ട്യൂണിംഗിലേക്ക്
നേട്ടം

ക്രമീകരണ അൽഗോരിതം:
- പരമാവധി നേട്ട ഗുണകം Kmax നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു, അതിൽ ACS ഉം ഒബ്ജക്റ്റും ഒരു ഓസിലേറ്ററി മോഡിലേക്ക് മാറുന്നു, അതായത്. ഇന്റഗ്രൽ, ഡിഫറൻഷ്യൽ ഭാഗങ്ങൾ ഇല്ലാതെ (Тd=0, Тi=Ґ). ആദ്യം K=0, പിന്നീട് ACS ഉം ഒബ്ജക്റ്റും ഒരു ഓസിലേറ്ററി മോഡിലേക്ക് പോകുന്നതുവരെ അത് വർദ്ധിക്കുന്നു. ACS പി-റെഗുലേറ്റർ സർക്യൂട്ടുമായി യോജിക്കുന്നു (ചിത്രം 2 കാണുക).
- ആന്ദോളന കാലയളവ് tc നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു (ചിത്രം 5 കാണുക);

പി-റെഗുലേറ്ററിനായി K= 0.5 Kmax
PD കൺട്രോളറിന് K= 0.5 Kmax, Td=0.05 tc
PI കൺട്രോളറിന് K= 0.45 Kmax, Ti= 0.8 ts
PID കൺട്രോളറിന് K= 0.6·Kmax, Ti= 0.5·tс, Td=0.12·tc.

ഓൺ/ഓഫ് പ്രോസസ്സ് പ്രകാരം ക്രമീകരണം റിലേ നിയന്ത്രണം

ഓൺ-ഓഫ് പ്രോസസ്സ് അനുസരിച്ച് സജ്ജീകരിക്കാൻ
നിയന്ത്രണം

ഒരു ടി-കൺട്രോളർ ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ സൗകര്യപ്രദമാണ്, അത് പിന്നീട് ഒരു PID കൺട്രോളർ ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നു:
- റിലേ നിയമം അനുസരിച്ച് സിസ്റ്റം ഓൺ-ഓഫ് കൺട്രോൾ മോഡിലേക്ക് മാറുന്നു (ചിത്രം 6 കാണുക);
ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് - എ, ആന്ദോളന കാലയളവ് tс എന്നിവ നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു;
- ട്യൂണിംഗ് ഗുണകങ്ങൾ ഇനിപ്പറയുന്ന ഏകദേശ ബന്ധങ്ങൾ അനുസരിച്ച് കണക്കാക്കുന്നു:
പി-റെഗുലേറ്ററിന് കെ = 0.45/എ
PD കൺട്രോളർ K = 0.45/A, Td=0.05 tc
PI കൺട്രോളർ K = 0.4/A, Ti= 0.8 tc
PID കൺട്രോളറിന് K = 0.55/A, Ti= 0.5·tc, Td=0.12·tc.
ഒബ്ജക്റ്റ് അതിന്റെ ഘടനയും അതിന്റെ പാരാമീറ്ററുകളും മാറ്റുന്നില്ലെങ്കിൽ, PID കൺട്രോളറുകളുള്ള സിസ്റ്റങ്ങൾ നൽകുന്നു ആവശ്യമായ ഗുണനിലവാരംവലിയ ബാഹ്യ അസ്വസ്ഥതകൾക്കും ഇടപെടലുകൾക്കും കീഴിലുള്ള നിയന്ത്രണം, അതായത്, പൊരുത്തക്കേട് E 0 ന് അടുത്താണ് (ചിത്രം 7 കാണുക). ചട്ടം പോലെ, കൺട്രോളറിന്റെയും വസ്തുവിന്റെയും പാരാമീറ്ററുകൾ കൃത്യമായി ഏകോപിപ്പിക്കാൻ ഉടൻ സാധ്യമല്ല. ടി ഒപ്റ്റിമലിനേക്കാൾ രണ്ട് മടങ്ങ് കുറവാണെങ്കിൽ, നിയന്ത്രണ പ്രക്രിയയ്ക്ക് ഒരു ഓസിലേറ്ററി മോഡിലേക്ക് പോകാം. ടി ഒപ്റ്റിമലിനേക്കാൾ വളരെ വലുതാണെങ്കിൽ, കൺട്രോളർ പതുക്കെ എത്തുന്നു പുതിയ മോഡ്ദ്രുതഗതിയിലുള്ള അസ്വസ്ഥതകളോട് മോശമായി പ്രതികരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു - ജി. അങ്ങനെ, ഒരു ചട്ടം പോലെ, അധിക ക്രമീകരണം ആവശ്യമാണ്. ചിത്രത്തിൽ. ട്രാൻസിഷൻ ഫംഗ്ഷന്റെ രൂപത്തിൽ PID കൺട്രോളറുകളുടെ ഒപ്റ്റിമൽ അല്ലാത്ത സജ്ജീകരണങ്ങളുടെ പ്രഭാവം ചിത്രം 7 കാണിക്കുന്നു (എസിഎസിന്റെയും പ്ലാന്റിന്റെയും പ്രതികരണം ടാസ്ക്കിലെ ഒരൊറ്റ ജമ്പ്).

അരി. 7. വ്യക്തമാക്കാൻ	ട്യൂണിംഗ് ഘടകങ്ങൾ

മിക്ക ഒബ്‌ജക്‌റ്റുകൾക്കും, PID നിയന്ത്രണം നൽകുന്നു മികച്ച പ്രകടനം P, PI എന്നിവയേക്കാൾ. കുറഞ്ഞ ഗതാഗത കാലതാമസമുള്ള വസ്തുക്കൾക്ക്: to< tи/3 ПИД-регуляторы обеспечивают удовлетворительное качество регулирования: достаточное малое время выхода на режим и невысокую чувствительность к возмущениям. Однако, для объектов с t0>0.5·t, PID കൺട്രോളറുകൾക്ക് പോലും വേണ്ടത്ര നൽകാൻ കഴിയില്ല നല്ല ഗുണമേന്മയുള്ളനിയന്ത്രണം. IN അവസാന ആശ്രയമായിനിങ്ങൾക്ക് കോഫിഫിഷ്യന്റ് Td=0 ഉള്ള ഒരു PID കൺട്രോളർ ഉപയോഗിക്കാം, എന്നാൽ അത്തരം കാര്യങ്ങൾക്ക് സങ്കീർണ്ണമായ വസ്തുക്കൾമികച്ച ഗുണനിലവാര സൂചകങ്ങൾ മോഡലിനൊപ്പം ഓട്ടോമാറ്റിക് കൺട്രോൾ സിസ്റ്റങ്ങൾ (ACS) നൽകുന്നു.

എല്ലാവർക്കും ഹായ്. ഒരു വെബ് ഇന്റർഫേസ് നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ അടിസ്ഥാനം അവസാന ലേഖനത്തിൽ പരിശോധിച്ച ശേഷം, ഞങ്ങൾ ഡിസൈനിൽ നിന്ന് ഒരു ചെറിയ ഇടവേള എടുക്കുകയും PID കൺട്രോളറിലെ രണ്ട് ലേഖനങ്ങൾ പരിഗണിക്കുകയും ചെയ്യും. ഇതിൽ ഓട്ടോമേഷന്റെ അടിസ്ഥാനകാര്യങ്ങൾ ഉൾപ്പെടും, കൂടാതെ മൈക്രോകൺട്രോളറിലെ ഒരു മില്ലിങ് മെഷീന്റെ ഉദാഹരണം ഉപയോഗിച്ച്, നിയന്ത്രണത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന നിയമങ്ങളുമായി ഞങ്ങൾ പരിചയപ്പെടും. ഗണിതശാസ്ത്ര മോഡലിനുള്ള നിയമങ്ങളുടെ പ്രധാന ഗുണകങ്ങളും ഞങ്ങൾ കണക്കാക്കും. ലേഖനത്തിന്റെ അവസാനം പ്രോട്ടിയസിൽ ഒരു പ്രോജക്റ്റ് ഉണ്ട് ATmega8 .

എന്നാൽ ആദ്യം, നമുക്ക് അടിസ്ഥാന ആശയങ്ങളിലേക്ക് പോകാം, അതുവഴി നമ്മൾ അടുത്തതായി എന്താണ് സംസാരിക്കുന്നതെന്ന് മനസിലാക്കാൻ കഴിയും. പ്രോജക്റ്റിൽ എഞ്ചിൻ നിയന്ത്രിക്കുന്നത് ഉൾപ്പെടുന്നു, അതായത്. വസ്തു. അതാകട്ടെ ഓട്ടോമേഷൻ ഇതിനെയാണ് കൺട്രോൾ ഒബ്ജക്റ്റ് (OU) എന്ന് വിളിക്കുന്നത്. ഇതിന് മൂന്ന് പാരാമീറ്ററുകൾ ഉണ്ട്:
1. ഔട്ട്പുട്ട് മൂല്യം y.
2. ഇൻപുട്ട് ക്രമീകരണ പാരാമീറ്റർ യു.
3. ഇൻപുട്ട് അസ്വസ്ഥത എഫ്.
ഇടതുവശത്തുള്ള ചിത്രം കാണിക്കുന്നു പൊതു രൂപംഅതിന്റെ പാരാമീറ്ററുകൾ ഉള്ള Op-amp. ഇൻപുട്ട് ക്രമീകരണ പാരാമീറ്റർ ഉള്ള എൻകോഡറുള്ള മോട്ടോറിന്റെ രൂപത്തിൽ പ്രോട്ടിയസിൽ ഞങ്ങളുടെ ഉദാഹരണം വലതുവശത്ത് അവതരിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. നിരന്തരമായ സമ്മർദ്ദംഅതിന്റെ മൂല്യത്തെ ആശ്രയിച്ച്, എഞ്ചിൻ വേഗത മാറുന്നു. ഔട്ട്പുട്ട് പാരാമീറ്റർ എൻകോഡർ റീഡിംഗുകളാണ്, അതായത് റൊട്ടേഷൻ ആംഗിൾ (ഓരോ വിപ്ലവത്തിനും പൾസുകളുടെ എണ്ണം). മൂന്നാമത്തെ പാരാമീറ്റർ - ശല്യപ്പെടുത്തുന്ന സ്വാധീനം - പുറത്തുനിന്നുള്ള സ്വാധീനമാണ് ബാഹ്യ പരിസ്ഥിതി, ഇത് വസ്തുവിന്റെ ശരിയായ പ്രവർത്തനത്തെ തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നു, അതായത്. ഘർഷണം, ലോഡ് മുതലായവ.

രണ്ടാമത്തേത് ഒഴിവാക്കുന്നതിന്, രണ്ടാമത്തെ പാരാമീറ്റർ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതായത്. അസൈനർ സാങ്കേതിക ഉപകരണം, യാന്ത്രിക നിയന്ത്രണം നടപ്പിലാക്കുന്നതിനെ നിയന്ത്രണ ഉപകരണം (സിഡി) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. കൺട്രോൾ, മാസ്റ്റർ ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവയ്‌ക്കൊപ്പം ഒപ്-ആമ്പിനെ ഒരു ഓട്ടോമാറ്റിക് കൺട്രോൾ സിസ്റ്റം (എസിഎസ്) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. താഴെ ഘടനാപരമായ പദ്ധതിസംവിധാനങ്ങൾ.

op-amp മൂന്ന് തരത്തിൽ നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് ഇവിടെ ഞാൻ ഉടൻ ചേർക്കാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്നു: അടിസ്ഥാന തത്വങ്ങൾ:
1. ഓപ്പൺ-ലൂപ്പ് നിയന്ത്രണ തത്വം- തന്നിരിക്കുന്ന അൽഗോരിതം അടിസ്ഥാനമാക്കി ജനറേറ്റുചെയ്‌തതും മറ്റ് ഘടകങ്ങളാൽ നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നില്ല.
2. അസ്വസ്ഥത നഷ്ടപരിഹാര തത്വം, ഒരു ക്രമീകരണത്തിന്റെ രൂപത്തിൽ അസ്വസ്ഥതയുടെ ഫലം നിയന്ത്രണ അൽഗോരിതത്തിൽ അവതരിപ്പിക്കുന്നു.
3. പിശക് നിയന്ത്രണ തത്വം. ഇവിടെ, നിയന്ത്രണ അൽഗോരിതം അനുസരിച്ച് ക്രമീകരണങ്ങൾ നടത്തുന്നു യഥാർത്ഥ മൂല്യംഔട്ട്പുട്ട് മൂല്യം.

ഞങ്ങളുടെ പ്രോജക്റ്റ് അവസാന മാനേജുമെന്റ് തത്വമനുസരിച്ച് നിർമ്മിക്കപ്പെടും - അബദ്ധവശാൽ. ചുവടെ, ഇടതുവശത്ത് ഒരു ബ്ലോക്ക് ഡയഗ്രം ഉണ്ട്, വലതുവശത്ത് പിശക് നിയന്ത്രണം നടപ്പിലാക്കുന്ന ഒരു പ്രോജക്റ്റ് ഉണ്ട്.

മെമ്മറി ഒരു എൻകോഡറുള്ള ഒരു മോട്ടോറാണ് (ഇടത് വശത്ത്), അതിൽ നിന്ന് പൾസുകൾ മൈക്രോകൺട്രോളറിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നു. എവിടെയാണ്, PID കൺട്രോളറിന്റെ ഗണിത മാതൃക എഴുതിയിരിക്കുന്നത്. കൺട്രോളർ ഒരു നിയന്ത്രണ യൂണിറ്റായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. അടുത്തതായി, PWM ആവശ്യമായ പൾസ് സൃഷ്ടിക്കുകയും ഒരു എൻകോഡർ ഉപയോഗിച്ച് രണ്ടാമത്തെ മോട്ടറിന്റെ ഇൻപുട്ടിലേക്ക് അയയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, അത് വലതുവശത്താണ്. (നിങ്ങളും ഞാനും ഇതിനകം പരിഗണിച്ചു). ഔട്ട്പുട്ട് മൂല്യവും ഫീഡ്ബാക്ക് y OS-ലെ പിശകും ആയ പൾസുകളുടെ ഔട്ട്പുട്ട്. ബട്ടണുകൾ ഒരു ശല്യപ്പെടുത്തുന്ന സ്വാധീനമാണ്, അതിലൂടെ ഞങ്ങൾ ഏകപക്ഷീയമായി op-amp പൾസുകൾ ചേർക്കുന്നു. എവിടെ, നിയന്ത്രണ യൂണിറ്റ് വേഗത്തിലും സുഗമമായും മാസ്റ്റർ ഉപകരണത്തിന്റെ ഭ്രമണ കോണിലേക്ക് ക്രമീകരിക്കണം.

കൂടുതൽ സ്വയം ഓടിക്കുന്ന തോക്കുകൾ ഇവയായി തരം തിരിച്ചിരിക്കുന്നു:
1. പ്രവർത്തന അൽഗോരിതം:
— സ്ഥിരത സംവിധാനങ്ങൾ- ഒരു നിശ്ചിത തലത്തിൽ നിയന്ത്രിത പരാമീറ്റർ നിലനിർത്തൽ;
— സോഫ്റ്റ്വെയർ നിയന്ത്രണം - അൽഗോരിതം സമയത്തിന്റെ ഒരു ഫംഗ്‌ഷനായി നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നു, നൽകിയിരിക്കുന്ന നിയമമനുസരിച്ച് കാലക്രമേണ ഔട്ട്‌പുട്ട് മൂല്യം മാറുന്നു;
— ട്രാക്കിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങൾ- പ്രവർത്തന അൽഗോരിതം മുൻകൂട്ടി അറിയില്ല, അവിടെ നിയന്ത്രിത അളവ് ചില ബാഹ്യ അളവിൽ മാറ്റം വരുത്തണം;
— അങ്ങേയറ്റത്തെ സംവിധാനങ്ങൾ- ഒരു പ്രക്രിയയുടെ ഗുണനിലവാരത്തിന്റെയോ കാര്യക്ഷമതയുടെയോ സൂചകം സിസ്റ്റം പാരാമീറ്ററുകളുടെ ഒരു ഫംഗ്‌ഷനായി പ്രകടിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ ഫംഗ്ഷന് തന്നെ ഒരു എക്‌സ്‌ട്രീം (പരമാവധി അല്ലെങ്കിൽ കുറഞ്ഞത്) ഉണ്ട്.
— സംവിധാനങ്ങൾ ഒപ്റ്റിമൽ നിയന്ത്രണം - നിയന്ത്രണ പ്രക്രിയ നടപ്പിലാക്കുന്നത് പ്രക്രിയയുടെ ചില സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ഒപ്റ്റിമൽ ആയിരിക്കും;
— അഡാപ്റ്റീവ് സിസ്റ്റങ്ങൾ - op-amp-ന്റെയും മറ്റ് സിസ്റ്റം ഘടകങ്ങളുടെയും ചില പരാമീറ്ററുകൾ മാറിയേക്കാം.
ഞങ്ങളുടെ അൽഗോരിതം സോഫ്റ്റ്‌വെയർ നിയന്ത്രണമാണ്, അവിടെ ഔട്ട്‌പുട്ട് മൂല്യം PID നിയന്ത്രണത്തിന്റെ ഫലമായിരിക്കും.
2. വഴി മനസ്സ് ഡിഫറൻഷ്യൽ സമവാക്യങ്ങൾ , സിസ്റ്റം വിവരിച്ചത് - ലീനിയർ (എല്ലാ മൂലകങ്ങളുടെയും സ്റ്റാറ്റിക് സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ റെക്റ്റിലീനിയർ ആണ്) കൂടാതെ നോൺലീനിയർ (സ്റ്റാറ്റിക് സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ രേഖീയമല്ലാത്തവയാണ്).
3. വഴി പ്രധാന ഘടകങ്ങളിലെ സിഗ്നലുകളുടെ സ്വഭാവം- തുടർച്ചയായതും വ്യതിരിക്തവുമായ (പിന്നീടുള്ളതിൽ, തുടർച്ചയായ ഇൻപുട്ട് സിഗ്നൽ ഔട്ട്പുട്ടിൽ പൾസുകളുടെ ഒരു ശ്രേണിയിലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു).

ഞങ്ങളുടെ പ്രോജക്റ്റ് രേഖീയമല്ലാത്തതും സിഗ്നലുകൾ വ്യതിരിക്തവുമാണ്.അവസാനമായി, നിയന്ത്രണ പിശകിന്റെ പ്രവർത്തനമായി നിയന്ത്രണ അൽഗോരിതം നിർവചിക്കുന്ന സ്റ്റാൻഡേർഡ് നിയന്ത്രണ നിയമങ്ങൾ ഞങ്ങൾ പരിഗണിക്കും. നിയന്ത്രണ ഉപകരണം op-amp-ന്റെ ഇൻപുട്ടിലേക്ക് വിതരണം ചെയ്യുന്ന ഒരു പ്രഭാവം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് നിയന്ത്രണ നിയമം ഒരു അൽഗോരിതം ആയി മനസ്സിലാക്കുന്നു. ഒരു ചലനാത്മക സംവിധാനത്തെ ഗണിതശാസ്ത്രപരമായി വിവരിക്കുന്നതിനുള്ള മാർഗങ്ങളിലൊന്നായ ട്രാൻസ്ഫർ ഫംഗ്ഷനുകളാൽ നിയന്ത്രണ നിയമങ്ങൾ വിവരിക്കുന്നു. നിയന്ത്രണ ഉപകരണത്തിന്റെ ട്രാൻസ്ഫർ ഫംഗ്ഷന്റെ തരം നിയന്ത്രണ നിയമം നിർണ്ണയിക്കുന്നു. അഞ്ച് അടിസ്ഥാന നിയന്ത്രണ നിയമങ്ങളുണ്ട്: ആനുപാതികം (P), ഇന്റഗ്രൽ (I), ആനുപാതിക-അഭിജാതം (PI), ആനുപാതിക-ഡെറിവേറ്റീവ് (PD), ആനുപാതിക-ഇന്റഗ്രൽ-ഡിഫറൻഷ്യൽ (PID).

ഒരു സിൻക്രൊണൈസേഷൻ ഉപകരണത്തിന്റെ ഉദാഹരണം ഉപയോഗിച്ച് ഓരോ നിയമവും പ്രത്യേകം പരിഗണിക്കാം. അതിനാൽ, പ്രാരംഭ ഡാറ്റ:

പ്രോട്ടിയസിൽ നമുക്ക് ഒരു ഉദാഹരണം നൽകാം. ഇൻക്രിമെന്റൽ എൻകോഡറുകൾ ഉള്ള രണ്ട് എഞ്ചിനുകൾ എടുക്കാം, ഒരു മൈക്രോകൺട്രോളർ, രണ്ട് പൾസ് കൗണ്ടറുകൾ, കൂടാതെ പൊരുത്തക്കേട് (പിശക്) പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നതിന് ഒരു ഓസിലോസ്കോപ്പും എൽസിഡി ഇൻഡിക്കേറ്ററും ബന്ധിപ്പിക്കുക. റൊട്ടേഷൻ ആംഗിൾ സെൻസറുകളുടെ (എൻകോഡർ) പരിഗണന ലേഖനത്തിന്റെ പരിധിക്കപ്പുറമാണ്; ഒരു കറങ്ങുന്ന ഒബ്ജക്റ്റിന്റെ (ഷാഫ്റ്റ്) ഭ്രമണകോണിനെ പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നതിനാണ് അവ രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിരിക്കുന്നത് എന്നതാണ് നമ്മൾ അറിയേണ്ട ഒരേയൊരു കാര്യം. വൈദ്യുത സിഗ്നലുകൾ, അതിന്റെ ഭ്രമണത്തിന്റെ ആംഗിൾ നിർണ്ണയിക്കാൻ നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു. പ്രോട്ടിയസിലെ ഞങ്ങളുടെ പ്രോജക്റ്റിന്റെ ഒരു ഡ്രോയിംഗ് ആണ് മുകളിൽ. ഒരു എൻകോഡർ ഉപയോഗിച്ച് മോട്ടോർ സജ്ജീകരിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ഉദാഹരണം ചുവടെ:

മോട്ടോർ പ്രോപ്പർട്ടികളിൽ ഞങ്ങൾ സജ്ജമാക്കും:
- മിനിമം റോട്ടർ പിണ്ഡം EffectiveMass= 0.01;
- റോട്ടർ ലോഡ് ലോഡ്/മാക്സ് ടോർക്ക് % = 1, അങ്ങനെ അത് ജഡത്വത്താൽ കറങ്ങുന്നില്ല;
— വേഗത ZeroLoad RPM=20;
- ഓരോ വിപ്ലവത്തിനും പൾസുകളുടെ എണ്ണം PulsesperRevolution=24.
നിങ്ങൾക്ക് കാണാനാകുന്നതുപോലെ, പ്രോട്ടിയസിന് പ്രത്യേക എൻകോഡർ ഇല്ല, മോട്ടോറിനൊപ്പം മാത്രം. അതിന്റെ ബന്ധത്തെക്കുറിച്ച് ചുരുക്കത്തിൽ. മോട്ടോറിന്റെ ഒരറ്റം ഗ്രൗണ്ടിലേക്കാണ്, മറ്റൊന്ന് -12 അല്ലെങ്കിൽ +12 V വോൾട്ടേജും മൂന്ന് എൻകോഡർ ഔട്ട്പുട്ടുകളും ഉണ്ട്. മുകളിലുള്ള ചിത്രത്തിലെ പോലെയുള്ള ഒന്ന് ഞങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. നൽകിയിരിക്കുന്ന പാരാമീറ്ററുകൾ ഡ്രൈവിന്റെ ചലനാത്മകതയെ ആശ്രയിക്കുന്ന പാരാമീറ്ററുകൾ സജ്ജീകരിക്കുന്നു, അതായത്. അവന്റെ പെരുമാറ്റം.

പി - റെഗുലേറ്റർ . അതിലൊന്ന് ലളിതമായ ഉപകരണങ്ങൾഒരു നിയന്ത്രണ സിഗ്നൽ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഫീഡ്ബാക്കിൽ, നിയന്ത്രണ അൽഗോരിതങ്ങളും. ഇൻപുട്ട് സിഗ്നലിന് (നിയന്ത്രണ പിശക്) e (t) ആനുപാതികമായ ഒരു ഔട്ട്പുട്ട് സിഗ്നൽ u (t) ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നു, ഒരു ആനുപാതിക ഗുണകം K ഉപയോഗിച്ച്, നിയന്ത്രിത മൂല്യത്തിന്റെ വ്യതിയാനത്തെ പ്രതിരോധിക്കാൻ P-റെഗുലേറ്ററിന്റെ ആനുപാതികമായ ഭാഗം സൃഷ്ടിക്കുന്നു. നൽകിയിരിക്കുന്ന മൂല്യം, ഇൻ ഈ നിമിഷംസമയം.

u (t)=K р *e (t), ഇവിടെ K р എന്നത് റെഗുലേറ്ററിന്റെ നേട്ടമാണ്.

വ്യതിയാനം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ഔട്ട്പുട്ട് വർദ്ധിക്കും നൽകിയ മൂല്യം. ആ. സ്റ്റാറ്റിക് പിശക് നിയന്ത്രിത വേരിയബിളിന്റെ വ്യതിയാനത്തിന് തുല്യമാണ്. ഒരു നിശ്ചിത മൂല്യത്തിൽ സിസ്റ്റം ഒരിക്കലും സ്ഥിരത കൈവരിക്കില്ല എന്നതിന് ഇവിടെ സാധ്യതയുണ്ട്. നേട്ടം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് ഇൻപുട്ടും ഔട്ട്പുട്ടും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു, അതേസമയം സ്റ്റാറ്റിക് പിശക് കുറയ്ക്കുന്നു. എന്നാൽ ഈ ഗുണകത്തിന്റെ വർദ്ധനവ് സിസ്റ്റത്തിൽ സ്വയം ആന്ദോളനങ്ങളിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാം, കൂടാതെ അതിന്റെ കൂടുതൽ വർദ്ധനവ് സ്ഥിരത നഷ്ടപ്പെടുന്നതിലേക്ക് നയിക്കും.

സാധാരണഗതിയിൽ, പ്രായോഗികമായി, പി-റെഗുലേറ്ററിന്റെ ആംപ്ലിഫൈയിംഗ് പ്രോപ്പർട്ടികൾ ഇനിപ്പറയുന്ന അളവുകളാൽ സവിശേഷതയാണ്:
— ആനുപാതികതയുടെ പരിധി d=1/K r - K r ന്റെ പരസ്പരബന്ധം
- ആനുപാതിക പരിധി, D=d*100%=100%/K p എന്ന ശതമാനമായി പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു . നിങ്ങളുടെ എത്ര ശതമാനം കാണിക്കുന്നു പരമാവധി മൂല്യംഔട്ട്പുട്ട് 100% മാറണമെങ്കിൽ ഇൻപുട്ട് സിഗ്നൽ മാറണം.

സ്വയം-ആന്ദോളനങ്ങൾ ഒരു ഡിസിപ്പേറ്റീവ് അവസ്ഥയിലെ അൺഡംപഡ് ആന്ദോളനങ്ങളാണ് (പുറത്തുനിന്ന് വരുന്ന ഊർജ്ജത്തിന്റെ ഡിസ്പേഷൻ (ഡിസിപ്പേഷൻ) അവസ്ഥയിൽ അസന്തുലിതാവസ്ഥയിൽ സംഭവിക്കുന്ന ഒരു സ്ഥിരതയുള്ള അവസ്ഥ) ചലനാത്മക സംവിധാനംരേഖീയമല്ലാത്തത് പ്രതികരണം, സ്ഥിരാങ്കത്തിന്റെ ഊർജ്ജം പിന്തുണയ്ക്കുന്നു, അതായത്, ആനുകാലികമല്ലാത്ത ബാഹ്യ സ്വാധീനം.
ചുവടെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ ഇടതുവശത്തുള്ള പി-റെഗുലേഷന്റെ സാധാരണ പ്രക്രിയയാണ്, അവിടെ ഗ്രാഫിന്റെ രേഖീയത പിശക് കുറയ്ക്കുന്നതിന് നേരിട്ട് ആനുപാതികമാണെന്ന് കാണാൻ കഴിയും. വലതുവശത്ത്, ഒരു വലിയ ഗുണകത്തിൽ സിസ്റ്റത്തിലെ സ്വയം ആന്ദോളനങ്ങളുടെ പ്രക്രിയ.

മുമ്പ് വിവരിച്ച സെറ്റ് മൂല്യത്തിന്റെ കൃത്യമായ അറ്റകുറ്റപ്പണി ആവശ്യമില്ലാത്ത അതേ പ്രക്രിയകളിൽ പി-റെഗുലേറ്റർ അതിന്റെ ആപ്ലിക്കേഷൻ കണ്ടെത്തുന്നു, അതായത്, നിയന്ത്രിത പ്രക്രിയഒരു സ്റ്റാറ്റിക് പിശക് ഉണ്ടാകും. ഉദിക്കുന്നു ഈ പിശക്ഒരു നിശ്ചിത തലത്തിൽ സിസ്റ്റം നിലനിർത്തുന്നതിൽ കാര്യമായ സ്വാധീനം ചെലുത്താൻ ഔട്ട്പുട്ട് സിഗ്നൽ വളരെ ചെറുതാണ് എന്ന വസ്തുത കാരണം. കൺട്രോളർ ആവശ്യമായ മൂല്യം ഔട്ട്‌പുട്ട് ചെയ്യാൻ സാദ്ധ്യതയുണ്ട്, എന്നാൽ ഒരു അസ്വസ്ഥത ഉണ്ടായാൽ, ഔട്ട്‌പുട്ട് സിഗ്നലിന് മതിയായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നതിന് ആവശ്യമായ പിശക് വലുതാകുന്നതുവരെ കൺട്രോളറിന് സെറ്റ് മൂല്യം തിരികെ നൽകാൻ കഴിയില്ല. ഞങ്ങളുടെ ഉദാഹരണത്തിന്, അത്തരമൊരു നിയമം അനുയോജ്യമല്ല. നമുക്ക് നീങ്ങാം.

ഇന്റഗ്രൽ മാനേജ്മെന്റ് എന്താണ് അർത്ഥമാക്കുന്നത്? നിയന്ത്രണ പിശകിന്റെ (e (t)) അവിഭാജ്യത്തിന് ആനുപാതികമായ ഒരു സിഗ്നൽ (u (t)) ഉപകരണം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു എന്നതാണ് വസ്തുത. ഈ നിയമത്തിന് കീഴിലുള്ള സിസ്റ്റം അസ്‌റ്റാറ്റിക് ആണ്, അതായത്, സംയോജിപ്പിക്കുന്ന ലിങ്കിന് പിന്നിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന സിസ്റ്റത്തിന്റെ ആ ഭാഗത്ത് അസ്വസ്ഥത സംഭവിക്കുന്നു. എന്നാൽ അതേ സമയം, ഐ-നിയമമുള്ള ഒരു സിസ്റ്റത്തിന്റെ ചലനാത്മക ഗുണങ്ങൾ സാധാരണയായി പി-നിയന്ത്രണ സംവിധാനത്തേക്കാൾ മോശമാണ്. ഐ-റെഗുലേറ്ററിന്റെ നിയമം ചുവടെയുണ്ട്.

ഇവിടെ K0 ആണ് കൺട്രോളർ നേട്ടം. I കൺട്രോളർ ഔട്ട്പുട്ടിന്റെ മാറ്റത്തിന്റെ നിരക്ക് നിയന്ത്രണ പിശകിന് ആനുപാതികമാണ്. സാധാരണഗതിയിൽ, പ്രായോഗികമായി, ഐ-റെഗുലേറ്ററിന്റെ ആംപ്ലിഫൈയിംഗ് പ്രോപ്പർട്ടികൾ ഐസോഡ്രോം സമയത്തിന്റെ സവിശേഷതയാണ്.

ഐസോഡ്രോം സമയം T ഉം =1/K 0 ഉം K 0 ന്റെ പരസ്പരവിരുദ്ധമാണ്. ഇൻപുട്ട് സിഗ്നൽ 100% പെട്ടെന്ന് മാറുമ്പോൾ റെഗുലേറ്റർ ഔട്ട്പുട്ട് 100% ആയി മാറാൻ എത്ര സമയമെടുക്കുമെന്നും ഇത് കാണിക്കുന്നു (റെഗുലേറ്റർ ഒരു അങ്ങേയറ്റത്തെ സ്ഥാനത്ത് നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് മാറും). അതുകൊണ്ട് ടിഒപ്പം റെഗുലേറ്ററിന്റെ വേഗതയെ ചിത്രീകരിക്കുന്നു. ടി കുറയുമ്പോൾ, ക്ഷണികമായ പ്രക്രിയയുടെ ആന്ദോളനം വർദ്ധിക്കുന്നു. ടി മൂല്യങ്ങൾ വളരെ ചെറുതാണെങ്കിൽ, നിയന്ത്രണ സംവിധാനം അസ്ഥിരമാകാം. ഇടതുവശത്തുള്ള ചിത്രത്തിൽ ഒരു സ്ഥിരതയുള്ള അവസ്ഥയാണ്, വലതുവശത്ത് അസ്ഥിരമായ അവസ്ഥയാണ്.

I കൺട്രോളറുള്ള ഒരു നിയന്ത്രണ സംവിധാനത്തിൽ സാധാരണയായി സ്റ്റാറ്റിക് കൺട്രോൾ പിശക് ഉണ്ടാകില്ല. ചട്ടം പോലെ, ഐ-റെഗുലേറ്റർ സ്വതന്ത്രമായി ഉപയോഗിക്കുന്നില്ല, എന്നാൽ PI അല്ലെങ്കിൽ PID കൺട്രോളറുകളുടെ ഭാഗമായി.

ഐസോഡ്രോമിക് നിയന്ത്രണം. നിയന്ത്രണ ഉപകരണംരണ്ട് സിഗ്നലുകളുടെ ആകെത്തുക സൃഷ്ടിക്കുന്നു - പിശകിന് ആനുപാതികവും പിശകിന്റെ അവിഭാജ്യത്തിന് ആനുപാതികവുമാണ്. PI കൺട്രോളറിന്റെ (u (t)) ഔട്ട്‌പുട്ട് സിഗ്നൽ നിയന്ത്രണ പിശകിനെയും (e (t)) ഈ പിശകിന്റെ അവിഭാജ്യത്തെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

കെ 1 - ആനുപാതിക ഭാഗത്തിന്റെ നേട്ടം,
കെ 0 - അവിഭാജ്യ ഭാഗത്തിന്റെ നേട്ടം

PI കൺട്രോളറിനെ സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന രണ്ട് കൺട്രോളറുകളായി കണക്കാക്കാമെന്നതിനാൽ, PI കൺട്രോളറിന്റെ ആംപ്ലിഫൈയിംഗ് പ്രോപ്പർട്ടികൾ രണ്ട് പാരാമീറ്ററുകളാൽ സവിശേഷതയാണ്:
1) ആനുപാതിക പരിധി d=1/K 1 - K 1 ന്റെ പരസ്പരബന്ധം
2) ഐസോഡ്രോം ടൈം ടി, =1/കെ 0 - കെ 0 ന്റെ പരസ്പരബന്ധം.

PI കൺട്രോളറുള്ള ഒരു സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഡൈനാമിക് പ്രോപ്പർട്ടികൾ ഒരു ഐ-ലോ ഉള്ളതിനേക്കാൾ മികച്ചതാണ്. ട്രാൻസിഷൻ മോഡിലുള്ള ഒരു ഐസോഡ്രോമിക് സിസ്റ്റം ആനുപാതിക നിയന്ത്രണമുള്ള ഒരു സിസ്റ്റത്തെ സമീപിക്കുന്നു. സ്ഥിരമായ അവസ്ഥയിൽ ഇത് സമഗ്ര നിയന്ത്രണമുള്ള ഒരു സിസ്റ്റത്തിന് സമാനമാണ്. ആനുപാതിക ഗുണകം കൂടുന്തോറും കുറവ് ഔട്ട്പുട്ട് പവർഒരേ നിയന്ത്രണ പിശകിന്, വലിയ ഏകീകരണ സമയ സ്ഥിരത, സാവധാനത്തിൽ അവിഭാജ്യ ഘടകം ശേഖരിക്കപ്പെടുന്നു. PI നിയന്ത്രണം പൂജ്യം നിയന്ത്രണ പിശക് നൽകുന്നു, കൂടാതെ ശബ്ദത്തോട് സംവേദനക്ഷമമല്ല അളക്കുന്ന ചാനൽ. അവിഭാജ്യ ലിങ്ക് കാരണം നിയന്ത്രണ പിശക് (സ്റ്റാറ്റിക്) ഒഴിവാക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് ഒരു നിശ്ചിത കാലയളവിൽ ε നിരന്തരം സംഗ്രഹിക്കുകയും ഫലമായുണ്ടാകുന്ന മൂല്യത്തിന് ആനുപാതികമായ ഒരു നിയന്ത്രണ സിഗ്നൽ സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

ശല്യപ്പെടുത്തുന്ന സ്വാധീനങ്ങളോടുള്ള മന്ദഗതിയിലുള്ള പ്രതികരണമാണ് PI നിയന്ത്രണത്തിന്റെ പോരായ്മ. PI കൺട്രോളർ ക്രമീകരിക്കുന്നതിന്, നിങ്ങൾ ആദ്യം ഏകീകരണ സമയ സ്ഥിരാങ്കം സജ്ജമാക്കണം പൂജ്യത്തിന് തുല്യം, ആനുപാതിക ഗുണകം പരമാവധി ആണ്. അപ്പോൾ, ഒരു ആനുപാതിക കൺട്രോളർ സജ്ജീകരിക്കുമ്പോൾ, ആനുപാതിക ഗുണകം കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ, നിങ്ങൾ സിസ്റ്റത്തിൽ അൺഡാംഡ് ആന്ദോളനങ്ങളുടെ രൂപം നേടേണ്ടതുണ്ട്. അടുത്ത് ഒപ്റ്റിമൽ മൂല്യംആനുപാതിക ഗുണകം ആന്ദോളനങ്ങൾ സംഭവിച്ചതിന്റെ ഇരട്ടി വലുതായിരിക്കും, കൂടാതെ ഏകീകരണ സമയ സ്ഥിരാങ്കത്തിന്റെ ഒപ്റ്റിമൽ മൂല്യത്തോട് അടുത്ത് ആന്ദോളന കാലയളവിനേക്കാൾ 20% കുറവായിരിക്കും.ഒപ്റ്റിമൽ ക്ഷണികമായ പ്രക്രിയ 20% ഓവർഷൂട്ട് ആണ്.

PD റെഗുലേറ്റർ. ഒരു ഒബ്ജക്റ്റിന്റെ ലോഡ് ഇടയ്ക്കിടെയും പെട്ടെന്നും മാറുകയാണെങ്കിൽ, അതേ സമയം ഒബ്ജക്റ്റിന് കാര്യമായ കാലതാമസമുണ്ടെങ്കിൽ, പിഐ കൺട്രോളർ തൃപ്തികരമല്ലാത്ത നിയന്ത്രണ നിലവാരം നൽകുന്നു. അപ്പോൾ നിയന്ത്രണ നിയമത്തിൽ ഒരു വ്യതിരിക്ത ഘടകം അവതരിപ്പിക്കുന്നത് ഉചിതമാണ്, അതായത്. നിയന്ത്രിത പാരാമീറ്ററിലെ മാറ്റത്തിന്റെ ആദ്യ ഡെറിവേറ്റീവിന്റെ മൂല്യം കൊണ്ട് റെഗുലേറ്ററി ബോഡിയെ അധികമായി സ്വാധീനിക്കുക.PD കൺട്രോളർ സിഗ്നൽ (u (t)) നിയന്ത്രണ പിശകിനെയും (e (t)) ഈ പിശകിന്റെ ഡെറിവേറ്റീവിനെയും (പിശകിന്റെ മാറ്റത്തിന്റെ നിരക്കിൽ) ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

PD കൺട്രോളർ രണ്ട് പരാമീറ്ററുകളാൽ സവിശേഷതയാണ്:

1. ആനുപാതികതയുടെ പരിധി d=1/K1 - K1 ന്റെ പരസ്പരബന്ധം.
2. ഡിഫറൻഷ്യേഷൻ സമയ സ്ഥിരാങ്കം (പ്രാഥമിക സമയം) Тд=K2. ഒരു ഡിഫറൻഷ്യൽ ഘടകം ഉള്ളതും അല്ലാതെയും റെഗുലേറ്റർ ഒരേ സ്ഥാനത്ത് എത്തുമ്പോൾ നിമിഷങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള സമയ ഇടവേളയാണിത്. ഡിഫറൻഷ്യൽ ഘടക ക്രമീകരണ പാരാമീറ്റർ. ഡിഫറൻഷ്യൽ ഘടകം കാരണം, റെഗുലേറ്ററി ബോഡിയുടെ ചലനം മുൻകൂട്ടി കാണുന്നു.

വ്യത്യാസപ്പെടുത്തുന്ന ലിങ്ക് പിശകിന്റെ മാറ്റത്തിന്റെ നിരക്ക് കണക്കാക്കുന്നു, അതായത്. പിശക് മാറ്റത്തിന്റെ ദിശയും വ്യാപ്തിയും പ്രവചിക്കുന്നു. ഇത് പോസിറ്റീവ് ആണെങ്കിൽ, പിശക് വളരുകയും, വ്യത്യാസപ്പെടുത്തുന്ന ഭാഗം, ആനുപാതികമായ ഭാഗവും ചേർന്ന്, വസ്തുവിൽ കൺട്രോളറിന്റെ സ്വാധീനം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. നെഗറ്റീവ് ആണെങ്കിൽ, വസ്തുവിന്റെ ആഘാതം കുറയുന്നു. ഈ നിയന്ത്രണ സംവിധാനത്തിന് ഒരു സ്റ്റാറ്റിക് കൺട്രോൾ പിശക് ഉണ്ട്, എന്നാൽ അതിന്റെ പ്രകടനം പി-, ഐ-, പൈ-റെഗുലേറ്ററുകളേക്കാൾ ഉയർന്നതാണ്. പരിവർത്തന പ്രക്രിയയുടെ തുടക്കത്തിൽ, PD കൺട്രോളർ ഉണ്ട് ഉയർന്ന നേട്ടംഅതിനാൽ, കൃത്യത, സ്ഥിരമായ അവസ്ഥയിൽ അത് അതിന്റെ അന്തർലീനമായ സ്റ്റാറ്റിക് പിശക് ഉപയോഗിച്ച് പി-കൺട്രോളറായി അധഃപതിക്കുന്നു. പി-റെഗുലേറ്ററുകളിൽ ചെയ്യുന്നത് പോലെ, സ്റ്റാറ്റിക് പിശക് നഷ്ടപരിഹാരം നൽകിയാൽ, പരിവർത്തന പ്രക്രിയയുടെ തുടക്കത്തിലെ പിശക് വർദ്ധിക്കും. അങ്ങനെ, ഉപഭോക്തൃ ഗുണങ്ങളുടെ കാര്യത്തിൽ, പിഡി-റെഗുലേറ്റർ പി-റെഗുലേറ്ററിനേക്കാൾ മോശമായി മാറുന്നു, അതിനാൽ പ്രായോഗികമായി ഇത് വളരെ അപൂർവമായി മാത്രമേ ഉപയോഗിക്കുന്നുള്ളൂ. പി-ലിങ്കിന് ഒരു പോസിറ്റീവ് പ്രോപ്പർട്ടി ഉണ്ട് - ഇത് കൺട്രോൾ ലൂപ്പിലേക്ക് ഒരു പോസിറ്റീവ് ഫേസ് ഷിഫ്റ്റ് അവതരിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് ഒരു ചെറിയ മുൻകൂർ സമയം കൊണ്ട് സിസ്റ്റത്തിന്റെ സ്ഥിരത മാർജിൻ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഈ സമയം വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, റെഗുലേറ്ററിന്റെ നേട്ടം വർദ്ധിക്കുന്നു ഉയർന്ന ആവൃത്തികൾ, ഇത് ഒരു സ്വയം-ആന്ദോളന മോഡിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.വ്യത്യസ്‌ത സമയം കൂടുന്തോറും റെഗുലേറ്ററിന്റെ ചലനത്തിൽ കുതിച്ചുചാട്ടം കൂടും.

P, I, D എന്നീ മൂന്ന് റെഗുലേറ്ററുകളുടെ ആകെത്തുകയാണ് ഇത്. PID കൺട്രോളറിന്റെ (u (t)) ഔട്ട്‌പുട്ട് സിഗ്നൽ നിയന്ത്രണ പിശകിനെ (e (t)) ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, ഈ പിശകിന്റെ സമഗ്രതയെയും ഈ പിശകിന്റെ ഡെറിവേറ്റീവിനെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

ശക്തിപ്പെടുത്തുന്ന ഗുണങ്ങൾ മൂന്ന് പാരാമീറ്ററുകളാൽ സവിശേഷതയാണ്:

1. ആനുപാതികതയുടെ പരിധി d=1/K1.
2. ഐസോഡ്രോം സമയം Ti=1/K0.
3. പ്രാഥമിക സമയം Td=K2.

PID കൺട്രോളറുകളുള്ള നിയന്ത്രണ സംവിധാനങ്ങൾ P-, I-, PD- കൺട്രോളറുകളുടെ ഗുണങ്ങൾ സംയോജിപ്പിക്കുന്നു. അത്തരം സിസ്റ്റങ്ങളിൽ സ്റ്റാറ്റിക് പിശക് ഇല്ല, അവയ്ക്ക് ഉയർന്ന പ്രകടനമുണ്ട്.

ലെ പ്രോജക്റ്റ് ചുവടെയുണ്ട് പ്രോട്ട്യൂസ് ATmega8-ൽ. PID കൺട്രോളറിന്റെ മുകളിൽ വിവരിച്ച മോഡൽ എവിടെയാണ് അവതരിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നത്.

(ഡൗൺലോഡുകൾ: 371 ആളുകൾ)

അടുത്ത ലേഖനത്തിൽ ഞങ്ങളുടെ പ്രോജക്റ്റിനായുള്ള നിയന്ത്രണ നിയമങ്ങളുടെ പ്രധാന ഗുണകങ്ങളുടെ കണക്കുകൂട്ടൽ ഞങ്ങൾ പരിഗണിക്കും, അതായത് മെഷീൻ മോട്ടോറുകളുടെ സമന്വയം. ഒരു മൈക്രോകൺട്രോളറിനായി ഒരു ഗണിത മാതൃക എഴുതുന്നു നിലവിലുള്ള ഓപ്ഷനുകൾ. അതുപോലെ ഡിസൈൻ ഘട്ടങ്ങൾ: ആശയം മുതൽ ബോർഡ് വരെ. ഇന്ന് നമ്മൾ ഇവിടെ നിർത്തും. എല്ലാവർക്കും ബൈ.

ഒരു പ്രത്യേക സാഹചര്യത്തിൽ, ആനുപാതികമോ അവിഭാജ്യമോ ഡിഫറൻഷ്യൽ ഘടകങ്ങളോ ഇല്ലായിരിക്കാം, അത്തരം ലളിതമായ കൺട്രോളറുകളെ P, I അല്ലെങ്കിൽ PI കൺട്രോളറുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

പദപ്രയോഗത്തിന്റെ (5.36) ഇനിപ്പറയുന്ന പരിഷ്കാരങ്ങളും സാധാരണമാണ്:

,
.

എക്സ്പ്രഷനുകളുടെ പാരാമീറ്ററുകൾ (5.36) - (5.38) തമ്മിൽ ഒരു ലളിതമായ ബന്ധമുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, പൊതുവായി അംഗീകരിക്കപ്പെട്ട പാരാമീറ്ററുകളുടെ അഭാവം പലപ്പോഴും ആശയക്കുഴപ്പത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ഒരു PID കൺട്രോളർ മറ്റൊന്ന് ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുമ്പോൾ, അതിന്റെ പാരാമീറ്ററുകൾ സജ്ജമാക്കുമ്പോൾ അല്ലെങ്കിൽ പാരാമീറ്റർ ക്രമീകരണ പ്രോഗ്രാമുകൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ ഇത് ഓർമ്മിക്കേണ്ടതാണ്. ഞങ്ങൾ എക്സ്പ്രഷൻ ഉപയോഗിക്കും (5.36).

എല്ലാ കണക്കുകളിലും നിയന്ത്രണ വസ്തുവിന്റെ ഇൻപുട്ട് കൺട്രോളറിന്റെ ഔട്ട്പുട്ട് ആണെന്ന് ഊന്നിപ്പറയേണ്ടതാണ്, അതായത്. വലിപ്പം യു, ഏത് (5.36)-(5.38) കൂടാതെ ചിത്രം. പൊരുത്തക്കേടിന്റെ അതേ അളവാണ് 5.34 ഇ, ഔട്ട്പുട്ട് അളവ് വൈഒപ്പം സെറ്റ് പോയിന്റും ആർ. അതായത്, ഒരു ഒബ്ജക്റ്റ് നിയന്ത്രിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു PWM കൺട്രോളർ, കറന്റ് അല്ലെങ്കിൽ ഷാഫ്റ്റ് റൊട്ടേഷൻ ഫ്രീക്വൻസി, ഈ സാഹചര്യങ്ങളിലെല്ലാം കൺട്രോൾ വേരിയബിൾ ആണ് യു, കൂടാതെ നിയന്ത്രണ വസ്തുവിന്റെ മാതൃകയിലേക്ക് പിഒരു മൂല്യ കൺവെർട്ടർ നൽകണം യു PWM കൺട്രോളറിന്റെ പൾസ് വീതിയിൽ, യഥാക്രമം നിലവിലെ അല്ലെങ്കിൽ ഷാഫ്റ്റ് റൊട്ടേഷൻ ഫ്രീക്വൻസിയിൽ. കൺട്രോളർ കോൺഫിഗർ ചെയ്യുന്നതിനുള്ള പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ഇൻപുട്ട് പ്രവർത്തനം വ്യക്തമാക്കുമ്പോൾ ഇത് കണക്കിലെടുക്കേണ്ടതാണ് (വിഭാഗം "പാരാമീറ്ററുകളുടെ കണക്കുകൂട്ടൽ" കാണുക). എല്ലാ സാഹചര്യങ്ങളിലും, അത്തരമൊരു സ്വാധീനം മൂല്യമായിരിക്കണം യു(റെഗുലേറ്ററിന്റെ ഔട്ട്പുട്ട് മൂല്യം).

പൂജ്യം പ്രാരംഭ സാഹചര്യങ്ങളിൽ ലാപ്ലേസ് പരിവർത്തനം ഉപയോഗിക്കുന്നു യു(0)=0, എക്സ്പ്രഷൻ (5.36) ഓപ്പറേറ്റർ രൂപത്തിൽ പ്രതിനിധീകരിക്കാം:

=1 s, =1 s, =10 എന്ന പരാമീറ്ററുകളുള്ള ട്രാൻസ്ഫർ ഫംഗ്‌ഷന്റെ (5.40) ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ്-ഫ്രീക്വൻസി, ഫേസ്-ഫ്രീക്വൻസി സവിശേഷതകൾ ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. 5.36 ഒരു PID കൺട്രോളറിന്റെ സ്റ്റെപ്പ് പ്രതികരണം (ഒരൊറ്റ ഘട്ടത്തിലേക്കുള്ള പ്രതികരണം) ഡിസി ഘടകത്തിന്റെ ആകെത്തുകയാണ്, യൂണിറ്റ് സ്റ്റെപ്പ് സംയോജിപ്പിച്ച് ലഭിച്ച നേർരേഖ, യൂണിറ്റ് സ്റ്റെപ്പ് വേർതിരിക്കുന്നതിലൂടെ ലഭിക്കുന്ന ഡയറക് ഡെൽറ്റ ഫംഗ്ഷൻ.

നമുക്ക് ഇപ്പോൾ നിരവധി പ്രത്യേക കേസുകൾ പരിഗണിക്കാം.

5.2.1. പി-റെഗുലേറ്റർ

അവിഭാജ്യവും വ്യത്യസ്തവുമായ ഘടകങ്ങൾ ഉണ്ടാകരുത്, അതായത്. . തുടർന്ന് (5.40) നിന്ന് നമുക്ക് ലഭിക്കും, (5.42) രൂപത്തിലേക്ക് രൂപാന്തരപ്പെടുത്താം

.

സ്ഥിരമായ അവസ്ഥയിൽ, പ്രക്രിയയുടെ അല്ലെങ്കിൽ ട്രാൻസ്ഫർ ഫംഗ്ഷൻ ട്രാൻസ്ഫർ കോഫിഫിഷ്യന്റിന് തുല്യമാണ്. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, എക്സ്പ്രഷൻ (5.43) രൂപത്തിലേക്ക് രൂപാന്തരപ്പെടുന്നു

.

തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഫോർമുലയിൽ നിന്ന് താഴെ പറയുന്നതുപോലെ, അസ്വസ്ഥതയുടെ സ്വാധീനം ഡിലൂപ്പ് നേട്ടം വർദ്ധിക്കുന്നതിനൊപ്പം റെഗുലേറ്റർ കോഫിഫിഷ്യന്റിന് വിപരീത അനുപാതത്തിലും കുറയുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, സ്ഥിരതയുടെ പ്രശ്നം നിങ്ങൾക്ക് ഇഷ്ടമുള്ളത്ര വലുതായി തിരഞ്ഞെടുക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നില്ല.

ഇടപെടലിന്റെ ആഘാതം എൻകൺട്രോളറിന്റെ ലൂപ്പ് നേട്ടവും ആനുപാതിക നേട്ടവും വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് കുറയുന്നു. കൂടാതെ, ഷീൽഡിംഗ്, ശരിയായ ഗ്രൗണ്ടിംഗ് എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ഇടപെടലിന്റെ സ്വാധീനം കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും. വളച്ചൊടിച്ച ജോഡികൾ, ഫീഡ്ബാക്ക് സർക്യൂട്ടിലെ കണ്ടക്ടറുകളുടെ ദൈർഘ്യം കുറയ്ക്കൽ മുതലായവ, കാണുക [ഡെനിസെങ്കോ]).

നിസ്സാരമായ ഇടപെടലുകളും ബാഹ്യ അസ്വസ്ഥതകളും ഉപയോഗിച്ച്, പി-റെഗുലേറ്ററിന്റെ പിശക്, ഇനിപ്പറയുന്നതിൽ നിന്ന് (5.44) ആനുപാതിക നേട്ടത്തിന്റെ മൂല്യം നിർണ്ണയിക്കുന്നു:

.

റെഗുലേറ്ററിന്റെ നേട്ടം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ സാധാരണയായി ഈ പിശക് ആവശ്യമുള്ളത്ര ചെറുതാക്കാൻ കഴിയില്ല, കാരണം വർദ്ധനവോടെ, ഫീഡ്‌ബാക്ക് സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഘട്ടവും നേട്ടവും ആദ്യം കുറയുന്നു, ഇത് അതിന്റെ ദൃഢതയും നിയന്ത്രണത്തിന്റെ ഗുണനിലവാരവും വഷളാക്കുന്നു, തുടർന്ന് ആനുകാലിക ആന്ദോളനങ്ങൾ സംഭവിക്കുന്നു ( സിസ്റ്റം സ്ഥിരത നഷ്ടപ്പെടുന്നു), ചിത്രം അരി കാണുക. 5.37 അതിനാൽ, പി-റെഗുലേറ്ററുകളിൽ, പിശക് കുറയ്ക്കുന്നതിന് ഒരു നഷ്ടപരിഹാര രീതി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, നിയന്ത്രണ ഒബ്‌ജക്റ്റിന്റെ ഇൻപുട്ടിൽ ഒരു നഷ്ടപരിഹാര പ്രഭാവം പ്രയോഗിക്കുന്നു, ഇത് അസ്വസ്ഥതയിലേക്ക് കൂട്ടിച്ചേർക്കുന്നു ഡി, അങ്ങനെ അസ്വസ്ഥതയുടെ ആകെ ആഘാതവും നഷ്ടപരിഹാരം നൽകുന്ന ആഘാതവും തുല്യമാകും. പിശക് (5.45) ആനുപാതികമായതിനാൽ (അതായത്, ഗുണിതം), ഫോമിലെ നഷ്ടപരിഹാരം അഡിറ്റീവായതിനാൽ, സെറ്റ്‌പോയിന്റ് മൂല്യം മാറുമ്പോൾ, നഷ്ടപരിഹാരം വീണ്ടും നൽകേണ്ടതുണ്ടെന്ന് ശ്രദ്ധിക്കുക.

മൂല്യ തിരുത്തൽ ഉപയോഗിച്ച് നിങ്ങൾക്ക് പിശക് പരിഹരിക്കാനും കഴിയും. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, (5.44), (5.45) എന്നിവയിൽ നിന്ന് താഴെ പറയുന്നതുപോലെ, തിരുത്തലിനു ശേഷമുള്ള നിയന്ത്രണ പ്രവർത്തനത്തിന് (ഞങ്ങൾ അതിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു ) ഫോം ഉണ്ടായിരിക്കണം

.

അരി. 5.37 വ്യത്യസ്ത ഘട്ടങ്ങളിൽ സിസ്റ്റം ഇൻപുട്ടിലേക്ക് ഒരൊറ്റ ഘട്ടം പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ കാലക്രമേണ ഒരു വേരിയബിളിന്റെ മാറ്റം

പി-റെഗുലേറ്റർ ഉള്ളതും വ്യത്യസ്തവുമായ ഒരു സർക്യൂട്ടിലെ ക്ഷണികമായ പ്രക്രിയ ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. 5.37 ചെറിയ മൂല്യങ്ങളിൽ, സിസ്റ്റത്തിന് ഒരു ചെറിയ ഓവർഷൂട്ട് ഉണ്ട്, എന്നാൽ ഒരു വലിയ സ്റ്റാറ്റിക് പിശക് (50%). മൂല്യം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച്, പിശക് കുറയുന്നു, പക്ഷേ ഓവർഷൂട്ട് വർദ്ധിക്കുന്നു.

പി-റെഗുലേറ്ററിന്റെ പെരുമാറ്റം ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ വിശദീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന നേട്ടത്തോടെ, ഓപ്പൺ-ലൂപ്പ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ മുഴുവൻ ഫ്രീക്വൻസി പ്രതികരണവും (ലൂപ്പ് നേട്ടത്തിന്റെ ഫ്രീക്വൻസി പ്രതികരണം, ചിത്രം 5.19) മുകളിലേക്ക് മാറുന്നു, ആവൃത്തിയിലെ നേട്ടം ഉൾപ്പെടെ, ഫീഡ്‌ബാക്ക് ലൂപ്പിലെ ഘട്ടം ഷിഫ്റ്റ് 180˚ ന് തുല്യമാണ്. ഇത് ഘട്ടം കുറയുന്നതിനും മാർജിൻ നേടുന്നതിനും ഇടയാക്കുന്നു, ഒപ്പം ആന്ദോളനവും ഓവർഷൂട്ടും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. ഒരു ഫ്രീക്വൻസിയിലെ ലൂപ്പ് നേട്ടം 1-ൽ എത്തിയാൽ, സിസ്റ്റത്തിൽ അൺഡാംഡ് ആന്ദോളനങ്ങൾ സ്ഥാപിക്കപ്പെടുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയുടെ കൂടുതൽ വിശദമായ വിവരണത്തിന്, "റിലേ കൺട്രോൾ മോഡിലെ ഫ്രീക്വൻസി ഐഡന്റിഫിക്കേഷൻ" എന്ന വിഭാഗം കാണുക.

5.2.2. ഐ-റെഗുലേറ്റർ

PID കൺട്രോളറിൽ അവിഭാജ്യ പദം മാത്രം ശേഷിക്കുമ്പോൾ നമുക്ക് ഇപ്പോൾ കേസ് പരിഗണിക്കാം, അതായത്. ഒപ്പം . (5.39) മുതൽ നമുക്ക് ലഭിക്കുന്നു

ഒരു ലോഗരിഥമിക് സ്കെയിലിലെ I-റെഗുലേറ്ററിന്റെ ഫ്രീക്വൻസി പ്രതികരണം, 0 മുതൽ വരെയുള്ള ആവൃത്തി ശ്രേണിയിൽ -20 dB/dec ചരിവുള്ള ഒരു നേർരേഖയാണ്. FCHH പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു തിരശ്ചീന രേഖകൂടെ ഓർഡിനേറ്റ്.

ഓൺ കുറഞ്ഞ ആവൃത്തികൾ ah, at , കൺട്രോളർ ട്രാൻസ്മിഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റ് (5.48) ഏകത്വത്തേക്കാൾ വലുതാണ് കൂടാതെ അനന്തതയിലേക്ക് പ്രവണത കാണിക്കുന്നു. ടൈം ഡൊമെയ്‌നിലെ കേസ്, അല്ലെങ്കിൽ അസിംപ്റ്റിക്കലി സ്ഥിരതയുള്ള സിസ്റ്റങ്ങൾക്കായുള്ള സ്ഥിരമായ (സന്തുലിതാവസ്ഥ) മോഡുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നതിനാൽ, ഏതെങ്കിലും സ്ഥിരതയുള്ള ഒബ്‌ജക്റ്റിന്റെ ട്രാൻസ്ഫർ ഫംഗ്‌ഷൻ (സംയോജിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയകളുള്ള ഒബ്‌ജക്റ്റുകൾ ഒഴികെ, "സംയോജിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയകളുടെ മോഡലുകൾ" എന്ന വിഭാഗം കാണുക) സ്റ്റാറ്റിക് ട്രാൻസ്ഫർ കോഫിഫിഷ്യന്റിന് തുല്യമായിരിക്കും. അതിനാൽ, മാറ്റിസ്ഥാപിച്ച് (5.42) ഒരു ഐ-കൺട്രോളറുള്ള ഒരു സിസ്റ്റത്തിനായി നമുക്ക് ലഭിക്കും.

.

ഇതിനർത്ഥം ഒരു I കൺട്രോളറുള്ള സിസ്റ്റത്തിന് സ്ഥിരമായ അവസ്ഥയിൽ പിശകില്ല എന്നാണ്.

ഐ-റെഗുലേറ്ററും പ്രവർത്തന ആംപ്ലിഫയറും തമ്മിലുള്ള സാമ്യം ശ്രദ്ധിക്കുക. പ്രവർത്തന ആംപ്ലിഫയർ(OU) ഉണ്ട് ട്രാൻസ്ഫർ ഫംഗ്ഷൻഫോമിന്റെ, സ്റ്റാൻഡേർഡ് op-amp microcircuits-ന്റെ പരാമീറ്ററുകൾ തുല്യമാണ്, . അതിനാൽ, മിക്കവാറും മുഴുവൻ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് ഫ്രീക്വൻസി ശ്രേണിയിലും, ഒപ്-ആമ്പിന്റെ ട്രാൻസ്ഫർ ഫംഗ്ഷൻ ഒരു ലളിതമായ പദപ്രയോഗത്തിലൂടെ വിവരിക്കുന്നു, അതായത്. ഐ-റെഗുലേറ്ററിന്റെ ട്രാൻസ്ഫർ ഫംഗ്ഷനുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു. ഒപ്-ആമ്പിന്റെ സ്വിച്ചിംഗ് സർക്യൂട്ടുകളും ഒരു ഐ-റെഗുലേറ്റർ ഉള്ള നിയന്ത്രണ സംവിധാനങ്ങളുടെ ഘടനകൾക്ക് സമാനമാണ്.

ചിത്രത്തിൽ. ഒരു ഐ-റെഗുലേറ്ററും ഫോമിന്റെ രണ്ടാം ഓർഡർ ഒബ്‌ജക്റ്റും ഉള്ള ഒരു ക്ലോസ്ഡ്-ലൂപ്പ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ ക്ഷണികമായ സവിശേഷതകൾ ചിത്രം 5.38 കാണിക്കുന്നു

, എവിടെ .

വലിയ ഏകീകരണ സ്ഥിരാങ്കങ്ങളിൽ, ക്ഷണികമായ പ്രതികരണത്തിന് അപീരിയോഡിക് ലിങ്കിന് സമാനമായ ഒരു രൂപമുണ്ട്. കുറയുമ്പോൾ, കൺട്രോളർ നേട്ടം (5.48) അനുസരിച്ച് വർദ്ധിക്കുന്നു, ആവൃത്തിയിൽ ഫീഡ്‌ബാക്ക് ലൂപ്പിന്റെ ലൂപ്പ് നേട്ടം 1-നെ സമീപിക്കുമ്പോൾ, സിസ്റ്റത്തിൽ ആന്ദോളനങ്ങൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു (ചിത്രം 5.38, കർവ്).

ഒരു ക്ലോസ്ഡ്-ലൂപ്പ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ സ്ഥിരതയെ സ്വാധീനിക്കുന്ന രണ്ടാമത്തെ ഘടകം മാഗ്നിറ്റ്യൂഡിന്റെ അധിക ഘട്ടം ഷിഫ്റ്റാണ് - ഐ-റെഗുലേറ്റർ കൺട്രോൾ ലൂപ്പിലേക്ക് അവതരിപ്പിച്ചു. അതിനാൽ, കുറഞ്ഞ ഗതാഗത കാലതാമസമുള്ള ഒരു 1st ഓർഡർ ഒബ്‌ജക്റ്റ്, അല്ലെങ്കിൽ P-റെഗുലേറ്റർ ഉള്ള ഒരു സർക്യൂട്ടിൽ സ്ഥിരതയുള്ള ഒരു 2nd ഓർഡർ ഒബ്‌ജക്റ്റ്, ഒരു I-റെഗുലേറ്റർ ഉള്ള ഒരു സർക്യൂട്ടിൽ സ്ഥിരത നഷ്ടപ്പെട്ടേക്കാം.

5.2.3. PI കൺട്രോളർ

ഒരു PI കൺട്രോളറിൽ, ഡിഫറൻഷ്യേഷൻ കോൺസ്റ്റന്റ് പൂജ്യമാണ്:

.

അരി. 5.39 ഫോമിന്റെ (5.50) ഒബ്‌ജക്‌റ്റിന്റെ ഒരു കുതിച്ചുചാട്ടത്തിലേക്കുള്ള PI കൺട്രോളറുള്ള ഒരു ക്ലോസ്ഡ്-ലൂപ്പ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ പ്രതികരണം	അരി. 5.40. ഫോമിന്റെ (5.50) ഒബ്‌ജക്‌റ്റിന്റെ ഒരു കുതിച്ചുചാട്ടത്തിലേക്കുള്ള PI കൺട്രോളറുള്ള ഒരു ക്ലോസ്ഡ്-ലൂപ്പ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ പ്രതികരണം

PI കൺട്രോളറിന്റെ ഫ്രീക്വൻസി പ്രതികരണം ചിത്രത്തിൽ നിന്ന് ലഭിക്കും. 5.36, +20 dB/dec ചരിവുള്ള ഫ്രീക്വൻസി പ്രതികരണത്തിന്റെ വലത് ശാഖ ഞങ്ങൾ നിരസിച്ചാൽ. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, 1 Hz-ന് മുകളിലുള്ള ആവൃത്തികളിലെ ഘട്ടം ഷിഫ്റ്റ് (ചിത്രം 5.36 ൽ) 0˚ ലെവലിൽ കവിയരുത്. അതിനാൽ, PI കൺട്രോളറിന് I കൺട്രോളറിൽ നിന്ന് രണ്ട് കാര്യമായ പോസിറ്റീവ് വ്യത്യാസങ്ങളുണ്ട്: ഒന്നാമതായി, എല്ലാ ആവൃത്തികളിലും അതിന്റെ നേട്ടം കുറയാൻ കഴിയില്ല, അതിനാൽ, നിയന്ത്രണത്തിന്റെ ചലനാത്മക കൃത്യത വർദ്ധിക്കുന്നു, രണ്ടാമതായി, I കൺട്രോളറുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഇത് അധിക ഘട്ടം ഷിഫ്റ്റ് മാത്രം അവതരിപ്പിക്കുന്നു. കുറഞ്ഞ ഫ്രീക്വൻസി മേഖലയിൽ, ഇത് അടച്ച ലൂപ്പ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ സ്ഥിരത മാർജിൻ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. രണ്ട് ഘടകങ്ങളും നിയന്ത്രണത്തിന്റെ ഗുണനിലവാരം ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിന് അധിക സ്വാതന്ത്ര്യം നൽകുന്നു. അതേ സമയം, ഐ-റെഗുലേറ്ററിലെന്നപോലെ, കൺട്രോളറിന്റെ ട്രാൻസ്മിഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റിന്റെ മോഡുലസ് ആവൃത്തി കുറയുമ്പോൾ അനന്തതയിലേക്ക് പ്രവണത കാണിക്കുന്നു, അതുവഴി സ്ഥിരമായ അവസ്ഥയിൽ പൂജ്യം പിശക് ഉറപ്പാക്കുന്നു. ഉയർന്ന ആവൃത്തികളിൽ ഒരു ഘട്ടം ഷിഫ്റ്റിന്റെ അഭാവം സ്ഥിരത മാർജിൻ കുറയ്ക്കാതെ നിയന്ത്രിത വേരിയബിളിന്റെ (ഐ-റെഗുലേറ്ററുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ) വർദ്ധനവിന്റെ നിരക്ക് വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ആനുപാതിക നേട്ടം വളരെ വലുതായി മാറുന്നതുവരെ ഇത് സത്യമാണ്, അത് ആവൃത്തിയിൽ ഏകത്വത്തിലേക്ക് ലൂപ്പ് നേട്ടം വർദ്ധിപ്പിക്കും.

വ്യത്യസ്ത കോമ്പിനേഷനുകൾക്കായുള്ള PI കൺട്രോളറിലെ ക്ഷണികമായ പ്രക്രിയ ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. 5.39, ചിത്രം. 5.40. (ചിത്രം 5.39) ൽ നമുക്ക് ഒരു ഐ-റെഗുലേറ്റർ ലഭിക്കും. ആനുപാതിക ഗുണകം വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, ക്ഷണികമായ പ്രക്രിയയിൽ ഒരു അധിക പിശക് പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു (ചിത്രം 5.37, (5.45) എന്നിവയും കാണുക), ഇത് വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് കുറയുന്നു, എന്നാൽ അതേ സമയം ആവൃത്തിയിലുള്ള നേട്ടം വർദ്ധിക്കുന്നതിനാൽ സിസ്റ്റത്തിന്റെ സ്ഥിരത മാർജിൻ കുറയുന്നു. കൂടെ കൂടുന്നു . ഇത് സംക്രമണ പ്രക്രിയയുടെ തുടക്കത്തിൽ നനഞ്ഞ ആന്ദോളനങ്ങളുടെ രൂപത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു (ചിത്രം 5.39). ആവൃത്തിയിൽ ഒബ്‌ജക്‌റ്റിലെ സിഗ്നലിന്റെ അറ്റൻയുവേഷന് നഷ്ടപരിഹാരം നൽകാൻ മൂല്യം വലുതാകുമ്പോൾ, സിസ്റ്റത്തിൽ അൺഡാം ചെയ്യാത്ത ആന്ദോളനങ്ങൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു. ധ്രുവം

,

ഉയർന്ന ആവൃത്തികളിൽ (പരിവർത്തന പ്രക്രിയയുടെ തുടക്കത്തിൽ) PD കൺട്രോളറിന് ഉയർന്ന നേട്ടമുണ്ട്, അതിനാൽ, കൃത്യത, സ്ഥിരമായ അവസ്ഥയിൽ (at ) അത് അതിന്റെ അന്തർലീനമായ സ്റ്റാറ്റിക് പിശക് ഉപയോഗിച്ച് ഒരു പി-കൺട്രോളറായി അധഃപതിക്കുന്നു. പി-റെഗുലേറ്ററുകളിൽ ചെയ്യുന്നത് പോലെ, സ്റ്റാറ്റിക് പിശക് നഷ്ടപരിഹാരം നൽകിയാൽ, പരിവർത്തന പ്രക്രിയയുടെ തുടക്കത്തിലെ പിശക് വർദ്ധിക്കും. അതിനാൽ, ഉപഭോക്തൃ ഗുണങ്ങളുടെ കാര്യത്തിൽ, പിഡി-റെഗുലേറ്റർ പി-റെഗുലേറ്ററിനേക്കാൾ മോശമായി മാറുന്നു, അതിനാൽ പ്രായോഗികമായി ഇത് വളരെ അപൂർവമായി മാത്രമേ ഉപയോഗിക്കുന്നുള്ളൂ. പി-റെഗുലേറ്ററിന് ഒരു പോസിറ്റീവ് പ്രോപ്പർട്ടി മാത്രമേയുള്ളൂ: ഇത് കൺട്രോൾ ലൂപ്പിലേക്ക് ഒരു പോസിറ്റീവ് ഫേസ് ഷിഫ്റ്റ് അവതരിപ്പിക്കുന്നു (ചിത്രം 5.36), ഇത് സിസ്റ്റത്തിന്റെ സ്ഥിരത മാർജിൻ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ചിത്രത്തിലെ വർദ്ധനവോടെ. 5.36), തുടർന്ന്, വർദ്ധനയോടെ, സിസ്റ്റം ഒരു ഓസിലേറ്ററി മോഡിലേക്ക് പോകുന്നു.