آموزش طراحی کنترلر PID تطبیقی

کنترلرهای تناسبی، مشتقی، انتگرالی (Proportional Integral Derivative) یا PID هنوز هم از رایج ترین کنترلرهای مورد استفاده در صنعت هستند به این دلیل که ساختاری ساده و نصب راحتی دارند. در بسیاری از کاربردهای واقعی سیستم های کنترلی دارای پارامترهایی هستند که در طول زمان آهسته تغییر کرده یا دارای عدم قطعیت هستند. بنابراین کنترلر PID باید دوباره تنظیم شود تا تغییرات پارامترهای پلانت (Plant) را جبران کند.

یک مساله چالش برانگیز در طراحی کنترلرهای تطبیقی، پیدا کردن مقادیر مناسب برای ضریب تناسب، ضریب انتگرال گیر و ضریب مشتق گیر است. علاوه بر این، در مواردی که بخشی از پلانت نامعین یا ناشناخته و یا دارای دینامیک متغیر با زمان است، پی آی دی های معمولی توانایی تنظیم مجدد برای تطبیق دوباره با خواسته های مطلوب را ندارند. بنابراین، یک مکانیزم تنظیم لازم است. روش های مختلفی برای تنظیم پارامتر های کنترلر پی آی دی وجود دارد که در دو دسته تنظیم آفلاین مثل قواعد زیگلر – نیکولز (Ziegler–Nichols) و تنظیم آنلاین مثل پی آی دی های تطبیقی اشاره کرد. پی آی دی های تطبیقی، پارامترها را به صورت آنلاین طوری تنظیم می کنند که رفتار سیستم حلقه بسته، شبیه رفتار سیستم مرجع و مطلوب شود.

بنابراین، با توجه به کاربرد بسیار زیاد کنترلرهای PID در صنعت، در این فرادرس به صورت کاملا کاربردی به موضوع روش های مختلف طراحی کنترلر PID به صورت تطبیقی و آفلاین پرداخته می شود.

فهرست سرفصل ها و رئوس مطالب مطرح شده در این مجموعه آموزشی، در ادامه آمده است:

• درس یکم: مقدمه ای بر کنترلر PID و روش های طراحی آفلاین کنترلر PID
  • معرفی کنترلر PID و ویژگی های آن
  • بررسی تاثیرات ضرایب کنترلر PID بر روی پاسخ سیستم حلقه بسته
  • طراحی براساس پاسخ پله سیستم حلقه باز
  • طراحی براساس فرکانس نوسانات سیستم حلقه بسته
  • طراحی براساس الگوریتم های بهینه سازی
• درس دوم: روش های طراحی تطبیقی کنترلر PID
  • طراحی کنترلر PID تطبیقی براساس تخمینگر حداقل مربعات بازگشتی
  • طراحی کنترلر PID تطبیقی براساس تابع لیاپانوف (Lyapunov)

مفید برای رشته های

• مهندس برق
• مهندسی مکانیک
• مهندسی هوافضا
• روباتیک و مکاترونیک
•  مهندسی شیمی

در ادامه لیست کتب انگلیسی و کتب فارسی منتشر شده در این زمینه معرفی شده اند: