پی آئی ڈی کنٹرولر کو سمجھنا

پی آئی ڈی کنٹرول تھیوری کا پہلا کامیاب اندازہ بحری جہازوں کے لئے آٹومیٹک اسٹیئرنگ سسٹم کے میدان میں عملی طور پر تصدیق کی گئی تھی ، جو 1920 کے آس پاس واپس آچکی تھی۔ اس کے بعد اسے مختلف صنعتی خود کار طریقے سے عمل میں لاگو کیا گیا تھا جو مطلوبہ اور درست مینوفیکچرنگ آؤٹ پٹ وضاحتوں کی ضرورت ہوتی ہیں۔ مینوفیکچرنگ یونٹوں کے لئے پی آئی ڈی مقبول طور پر عین نیومیٹک کنٹرول کے حصول کے لئے نافذ کیا گیا تھا ، اور بالآخر جدید دور میں الیکٹرانک کنٹرولرز میں پی آئی ڈی تھیوری کا اطلاق ہوا تھا۔

پی آئی ڈی کنٹرولر کیا ہے؟

متناسب انضمام اخذ کرنے والے کنٹرولر کے لئے اصطلاح پی آئی ڈی مخفف ہے ، جو ایک تاثرات لوپ میکانزم ہے ، جو مختلف صنعتی کنٹرول مشینریوں ، اور اسی طرح کی بہت سی دوسری ایپلی کیشنز کو درست اور خود کار طریقے سے ماڈلن کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے۔

اس پر عمل درآمد کرنے کے لئے ، ایک PID کنٹرولر مسلسل نظام کی نگرانی کرتا ہے ، اور حوصلہ افزائی والے عنصر کا حساب لگاتا ہے۔ اس کے بعد مطلوبہ سیٹ پوائنٹ (ایس پی) ، اور ناپے ہوئے عمل متغیر (پی وی) کے مابین فرق کی صورت میں اس فوری غلطی کی قدر کا اندازہ کرتا ہے۔

مذکورہ بالا کے حوالہ سے ، متناسب (P) ، لازمی (I) ، اور مشتق (D) تاثرات کے لحاظ سے ایک فوری اور خود کار طریقے سے رائے کی اصلاح عمل میں لائی جاتی ہے ، اور اسی وجہ سے اس کا نام PID کنٹرولر ہے۔

آسان الفاظ میں ایک PID کنٹرولر کسی دیئے گئے مشین سسٹم کے کام کرنے پر مستقل نگرانی کرتا ہے ، اور ایک مخصوص الگورتھم کے ذریعہ بیرونی اثرات کی وجہ سے ہونے والی تغیرات پر منحصر ہوتا ہے اور اس کے آؤٹ پٹ جواب کو درست کرتا رہتا ہے۔ اس طرح یہ یقینی بناتا ہے کہ مشین ہمیشہ طے شدہ مثالی حالات میں کام کرتی ہے۔

پی آئی ڈی بلاک ڈایاگرام کو سمجھنا

3 کنٹرول پیرامیٹرز کا پتہ لگانے اور ان کا انتظام کرنے کی صلاحیت کی وجہ سے PID کنٹرولر کو ایک ورسٹائل کنٹرول سسٹم سمجھا جاتا ہے: متناسب ، لازمی اور مشتق ، اور ان 3 پیرامیٹرز کے حوالے سے انتہائی درستگی کے ساتھ آؤٹ پٹ پر مطلوبہ زیادہ سے زیادہ کنٹرول کا اطلاق کریں۔

نیچے دی گئی تصویر میں PID کا بلاک ڈایاگرام دکھایا گیا ہے۔ ہم اس بلاک آریھ کا حوالہ دے کر PID کے کام کرنے کے بنیادی اصول کو تیزی سے سمجھ سکتے ہیں۔

تصویری بشکریہ: en.wikedia.org/wiki/File:PID_en.svg

یہاں ہم متغیرات کا ایک مجموعہ دیکھنے کے قابل ہیں جیسے خرابی کی قیمت سے متعلق ای (ٹی) ، r (t) ہدف کردہ نقطہ نقطہ کے مطابق ، اور ماپنے والے عمل متغیر کے بطور y (t)۔ پی آئی ڈی کنٹرولر اپنے پورے آپریشن میں غلطی کی قدر ای (ٹی) پر نظر رکھتا ہے جس میں مطلوبہ سیٹ پوائنٹ (ٹی) یا ایس پی اور ماپا پراسیسنگ ویلیو (ٹی) یا پی وی کے درمیان فرق کا اندازہ لگایا جاتا ہے ، اور اس کے نتیجے میں پیرامیٹرز کا استعمال کرتے ہوئے فیڈ بیک اصلاح یا اصلاح کو انجام دیتا ہے۔ یعنی: متناسب ، لازمی اور مشتق۔

کنٹرولر کنٹرول کی متغیر یو (ٹی) کو جدید اقدار میں ایڈجسٹ کرکے ، خرابی کے اثر کو کم کرنے کی کوشش جاری رکھے ہوئے ہے ، جو کنٹرول شرائط (پی ، آئی ، ڈی) کے تجزیہ کردہ وزن کے حساب سے ہے۔

مثال کے طور پر ، والو کنٹرول کے آپریشن میں ، پی آئی ڈی کے ذریعہ اس کے کھولنے اور اختتام کو مختلف پیچیدہ جائزوں کے ذریعہ مختلف کیا جاسکتا ہے ، جیسا کہ اوپر بیان کیا گیا ہے۔

دکھائے گئے نظام میں مختلف اصطلاحات کو سمجھا جاسکتا ہے جیسا کہ ذیل میں بیان کیا گیا ہے:

P- کنٹرولر:

اصطلاح پی ، ایس پی - پی وی کے لئے نتائج کا جائزہ لینے کے ذریعے حاصل شدہ فوری خرابی والے ای (ٹی) کے متناسب ہے۔ ایسی صورتحال میں جب غلطی کی قیمت میں اضافہ ہوتا ہے تو ، حاصل کرنے والے عنصر “کے” کے حوالے سے کنٹرول آؤٹ پٹ بھی تناسب سے زیادہ بڑھ جاتا ہے۔ تاہم ، اس عمل میں جیسے کہ درجہ حرارت پر قابو پانے میں معاوضے کی ضرورت ہوتی ہے ، تناسب پر قابو پانے سے واحد نقطہ اور اصل عمل کی قیمت میں غلطیاں ہوسکتی ہیں ، کیونکہ یہ متناسب ردعمل پیدا کرنے میں غلطی کی رائے کے بغیر تسلی بخش کام نہیں کرسکتی ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ غلطی کی رائے کے بغیر ، مناسب اصلاحی جواب ممکن نہیں ہے۔

I- کنٹرولر:

اصطلاح میں ایس پی - پی وی غلطیوں کی سابقہ ​​جائزہ شدہ اقدار کے لئے ذمہ دار بنتا ہوں ، اور اس کی آپریشنل مدت کے دوران ان کو مربوط کرتا ہوں تاکہ یہ اصطلاح I تشکیل دی جاسکے۔ مثال کے طور پر جب ایس پی - پی وی میں کچھ خرابی پیدا ہوتی ہے تو تناسب پر قابو پایا جاتا ہے ، پیرامیٹر I سرگرم ہوجاتا ہے اور بقایا غلطی کو ختم کرنے کی کوشش کرتا ہے۔ یہ دراصل اس وقت ہوتا ہے جب پہلے والے وقت میں درج غلطی کی مجموعی قیمت کی وجہ سے ٹرگر کیے جانے والے کنٹرول کے جوابات ہوتے ہیں۔ جیسے ہی یہ ہوتا ہے I کی اصطلاح کسی بھی اور اضافہ کو روکتی ہے۔ اس سے متناسب اثر وابستہ طور پر کم سے کم ہوجاتا ہے کیونکہ خرابی عنصر خراب ہوجاتا ہے ، حالانکہ اس کے ساتھ ساتھ لازمی اثر کی نشوونما بھی معاوضہ حاصل ہوجاتی ہے۔

D- کنٹرولر:

اصطلاح D ، ایس پی - پی وی غلطی کے ارتقا پذیر رجحانات کے لئے موزوں ترین مناسب تخمینہ ہے ، جو غلطی کے عنصر کی تبدیلی کی فوری شرح پر منحصر ہے۔ اگر تبدیلی کی اس شرح میں تیزی سے اضافہ ہوتا ہے تو ، آراء کنٹرول زیادہ جارحانہ انداز میں نافذ ہوتا ہے ، اور اس کے برعکس۔

پی آئی ڈی ٹیوننگ کیا ہے؟

مذکورہ بالا زیر بحث پیرامیٹرز میں زیادہ سے زیادہ کنٹرول کے فنکشن کو یقینی بنانے کے ل correct درست توازن کی ضرورت ہوسکتی ہے ، اور یہ 'لوپ ٹیوننگ' نامی عمل کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے۔ مندرجہ ذیل کٹوتیوں میں دکھایا گیا ہے کہ شامل ٹننگ مستحکم افراد کو 'K' کے نام سے تعبیر کیا گیا ہے۔ ان میں سے ہر ایک مستقل طور پر منتخب کردہ درخواست کے لئے اخذ کیا جانا چاہئے ، کیونکہ مستحکم سختی پر انحصار کرتے ہیں اور لوپ میں شامل مخصوص بیرونی پیرامیٹرز کی خصوصیات اور اثرات کے مطابق مختلف ہوتے ہیں۔ ان میں کسی دیئے گئے پیرامیٹر کی پیمائش کے لئے لگائے گئے سینسروں کا ردعمل ، حتمی تھراٹلنگ عنصر جیسے کنٹرول والو ، لوپ سگنل میں ممکنہ وقت گزرنا اور عمل خود وغیرہ شامل ہوسکتا ہے۔

اطلاق کی قسم کی بنیاد پر عمل درآمد کے آغاز پر ثابت قدمی کے ل appro متوقع اقدار پر ملازمت کرنا قابل قبول ہوسکتا ہے تاہم بالآخر عملی تجربوں کے ذریعہ کچھ سنجیدہ ٹھیک ٹننگ اور موافقت پذیری کی ضرورت ہوسکتی ہے ، طے شدہ نکات میں تبدیلیوں کو مجبور کرنے کے بعد اور اس کے جواب کا مشاہدہ کرتے ہوئے۔ سسٹم کنٹرول

چاہے ریاضی کا ماڈل ہو یا عملی طور پر ، دونوں کو مخصوص شرائط کے لئے 'براہ راست' کنٹرول ایکشن میں کام کرتے دیکھا جاسکتا ہے۔ مطلب جب کسی مثبت غلطی میں اضافے کا پتہ لگ جاتا ہے تو ، اس میں شامل شرائط کی صورتحال کو قابو کرنے کے لئے اسی طرح کے مثبت اضافہ کا آغاز کیا جاتا ہے۔

تاہم ، اس کی ضرورت ایسی ایپلی کیشنز میں ہو جس میں آؤٹ پٹ پیرامیٹر میں مخالف شکل سے تشکیل شدہ خصوصیت ہوسکتی ہے جس میں الٹا اصلاحی اقدام کی ضرورت ہوتی ہے۔ آئیے ایک فلو لوپ کی مثال پر غور کریں جس میں والو کھولنے کے عمل کو 100٪ اور 0٪ آؤٹ پٹ کا استعمال کرتے ہوئے چلانے کے لئے مخصوص کیا گیا ہے ، لیکن اس کو 0٪ اور 100٪ آؤٹ پٹ کے ساتھ کنٹرول کرنے کی ضرورت ہے ، اس صورت میں ایک ریورس اصلاحی کنٹرول لازمی ہوجاتا ہے۔ زیادہ عین مطابق ہونے کے ل system ، پانی کے کولنگ سسٹم پر تحفظ کی خصوصیت پر غور کریں جس میں سگنل کھونے کے دوران اس کے والو کو 100٪ کھلا ہونا ضروری ہے۔ اس صورت میں ، کنٹرولر آؤٹ پٹ کو سگنل کی عدم موجودگی میں 0٪ کنٹرول میں تبدیل کرنے کے قابل ہونا چاہئے ، تاکہ والو 100. میں کھولنے کے قابل ہو ، اسے 'ریورس ایکٹنگ' کنٹرول کہا جاتا ہے۔

کنٹرول فنکشن کا ریاضیاتی ماڈل

اس ریاضیاتی نمونہ میں ، کے پی ، کی ، اور کے ڈی تمام غیر منفی مستحکم بالترتیب متناسب ، لازمی اور مشتق شرائط کے اشاروں کی نشاندہی کرتے ہیں (بعض مواقع پر انھیں پی ، آئ ، اور ڈی بھی ظاہر کیا جاتا ہے)۔

پی آئی ڈی کنٹرول کی شرائط کو کسٹمائز کرنا

مذکورہ بالا گفتگو سے ہم سمجھ گئے ہیں کہ بنیادی طور پر پی آئی ڈی کنٹرول سسٹم تین کنٹرول پیرامیٹرز کے ساتھ کام کرتا ہے ، تاہم کچھ چھوٹے ایپلی کیشنز ان شرائط میں سے ایک جوڑے یا تین شرائط میں سے کسی ایک اصطلاح کو بھی استعمال کرنا پسند کرسکتے ہیں۔

تخصیص غیر استعمال شدہ اصطلاح کو صفر ترتیب دینے ، اور PI ، PD یا سنگل اصطلاحات جیسے P یا I کو شامل کرکے کی جاتی ہے۔ ان میں ، PI کنٹرولر ترتیب زیادہ عام ہے کیونکہ اصطلاح عام طور پر شور کا شکار ہوتی ہے۔ اثر و رسوخ اور اسی وجہ سے زیادہ تر معاملات میں ، جب تک کہ سختی سے لازمی نہ ہو۔ اصطلاح میں عام طور پر شامل کیا جاتا ہے چونکہ یہ نظام کو یقینی بناتا ہے کہ پیداوار میں مطلوبہ زیادہ سے زیادہ مطلوبہ قیمت کو حاصل کیا جا.۔