پی آئی ڈی کنٹرول الگورتھم ایک وسیع پیمانے پر استعمال شدہ کنٹرول الگورتھم ہے ، پی آئی ڈی کنٹرول میں ایڈجسٹ پیرامیٹرز ، ایپلی کیشنز کی وسیع رینج ، اعلی کنٹرول کی درستگی کے فوائد ہیں۔ عملی انجینئرنگ میں ، پی آئی ڈی الگورتھم کا اطلاق الیکٹرو مکینیکل کنٹرول ، صنعتی آٹومیشن ، روبوٹ کنٹرول ، مائکرو پروسیسر کنٹرول اور بہت سے دوسرے شعبوں پر کیا جاسکتا ہے۔
پی آئی ڈی الگورتھم کے تین پیرامیٹرز کو ایڈجسٹ کیا گیا ہے: تناسب مستقل کے پی ، لازمی وقت مستقل ٹی آئی ، مختلف وقت مستقل ٹی ڈی۔ مختلف نظاموں کو مختلف پی آئی ڈی پیرامیٹرز ترتیب دینے کی ضرورت ہے ، اور عام طور پر تجربات اور ڈیبگنگ کے ذریعے زیادہ سے زیادہ پیرامیٹرز حاصل کرنا ضروری ہے۔ تناسب مستقل کے پی تناسب کو ایڈجسٹ کرتا ہے ، کنٹرول سسٹم میں آؤٹ پٹ اور آراء کی خرابی کے تناسب کو ایڈجسٹ کرتا ہے۔ لازمی وقت مستقل TI لازمی طور پر ایڈجسٹ کرتا ہے ، کنٹرول سسٹم میں غلطی کے جمع کو ایڈجسٹ کرتا ہے۔ مختلف وقت مستقل ٹی ڈی تفریق کو ایڈجسٹ کرتا ہے ، اور کنٹرول سسٹم میں غلطی کی تبدیلی کی شرح کو ایڈجسٹ کرتا ہے۔
مائکروکنٹرولر کے ساتھ پی آئی ڈی الگورتھم کو سمجھنے کا کیا خیال ہے؟
مائکروکونٹرولر پر PID کنٹرول الگورتھم کو سمجھنے کے لئے ، مندرجہ ذیل احساس کا عمومی خیال ہے:
1. ** PID پیرامیٹرز کا تعین کریں **:
- اصل کنٹرول آبجیکٹ کی خصوصیات اور ضروریات کے مطابق ، مناسب تناسب کے گتانک (کے پی) ، انضمام کا وقت (ٹی آئی) اور تفریق کا وقت (ٹی ڈی) منتخب کریں۔
2. ** سینسر ڈیٹا کے حصول **:
- حقیقی وقت میں کنٹرول آبجیکٹ سے آراء کا ڈیٹا اکٹھا کرنے کے لئے مناسب سینسر (جیسے ، درجہ حرارت کے سینسر ، پوزیشن سینسر ، وغیرہ) استعمال کریں۔
3. ** ویلیو اور آراء کی قیمت کا موازنہ کریں **:
- تاثرات کی قیمت کے ساتھ سیٹ ویلیو (مطلوبہ قیمت) کا موازنہ کریں اور غلطی کی قیمت (غلطی) کا حساب لگائیں۔
4. ** پی آئی ڈی کا حساب کتاب **:
- کنٹرول کی رقم (آؤٹ پٹ) کا حساب PID الگورتھم فارمولا کے مطابق کیا جاتا ہے: PID =} KP * غلطی + کی * ∫ غلطی DT + KD * D (غلطی)/DT۔
- کے پی ، کی اور کے ڈی پی آئی ڈی پیرامیٹرز ہیں ، غلطی غلطی کی قیمت ہے ، ∫ غلطی ڈی ٹی لازمی اصطلاح کی نشاندہی کرتی ہے اور ڈی (غلطی)/ڈی ٹی تفریق کی اصطلاح کو ظاہر کرتی ہے۔
5. ** حد سے ہینڈلنگ ** (اختیاری):
applications- کچھ ایپلی کیشنز کے ل the ، کنٹرول آبجیکٹ کی قابل قبول حد سے تجاوز کرنے سے بچنے کے ل the آؤٹ پٹ ویلیو کی حد کو محدود کرنا ضروری ہوسکتا ہے۔
6. ** آؤٹ پٹ کنٹرول سگنل **:
- کنٹرول آبجیکٹ کے ضابطے اور کنٹرول کو محسوس کرنے کے لئے حساب کتاب کنٹرول مقدار ایکچوایٹر (جیسے موٹر ، والو ، وغیرہ) کے کنٹرول سگنل کے طور پر آؤٹ پٹ ہے۔
7. ** کنٹرول فریکوئنسی سیٹ کریں **:
{{0} specific مخصوص ایپلی کیشنز کی ضروریات کے مطابق ، الگورتھم کے عملدرآمد کے چکر کو کنٹرول کرنے کے لئے مناسب کنٹرول فریکوئنسی طے کریں۔
8. ** PID الگورتھم کے چکر عمل **:
- حقیقی - وقت کے چکر میں ، مذکورہ بالا اقدامات کو بار بار تاثرات کی قیمت کی نگرانی کرنے ، کنٹرول کی مقدار کا حساب لگانے ، اور آبجیکٹ کے مستحکم کنٹرول کو سمجھنے کے لئے کنٹرول سگنل کو آؤٹ پٹ کرنے کے لئے بار بار عمل کیا جاتا ہے۔
اصل مائکروکنٹرولر پروگرامنگ میں ، آپ مخصوص مائکروکنٹرولر ماڈل اور ترقیاتی پلیٹ فارم کے مطابق مناسب ترقیاتی ٹولز اور پروگرامنگ زبان (جیسے سی یا اسمبلی زبان) کا انتخاب کرسکتے ہیں۔ یہ واضح رہے کہ عملی ایپلی کیشنز میں ، پی آئی ڈی الگورتھم کو بہتر بنانے اور ان میں بہتری لانے کے لئے بہت ساری تکنیکیں ہوں گی ، جیسے لازمی علیحدگی ، انکولی پی آئی ڈی ، وغیرہ ، جس پر مخصوص ضروریات کے مطابق مزید تحقیق اور اس پر عمل درآمد کیا جاسکتا ہے۔
پی آئی ڈی کنٹرولر اصول اور ورک فلو
پی آئی ڈی کنٹرولر تین حصوں پر مشتمل ہے: متناسب (پی) ، لازمی (I) اور تفریق (D) ، اور نظام کی خرابی ، انحراف اور شرح کی شرح پر کارروائی کرکے کنٹرول آؤٹ پٹ تیار کرتا ہے۔ اس کے ورک فلو میں مندرجہ ذیل اقدامات شامل ہیں:
- ہدف اور آراء کی اقدار کو حاصل کرنا
- غلطی کا حساب لگائیں
- تناسب کے گتانک ، لازمی اصطلاح اور امتیازی اصطلاح کی بنیاد پر کنٹرول آؤٹ پٹ کا حساب لگائیں۔
- کنٹرولر پیرامیٹرز کو اپ ڈیٹ کرنا
- آؤٹ پٹنگ کنٹرول سگنلز
STM32 کوڈ پر عمل درآمد
ایس ٹی ایم 32 مائکروکونٹرولر کا استعمال کرتے ہوئے پی آئی ڈی کنٹرولر کو ڈیزائن کرنے اور ان پر عمل درآمد کے لئے نمونہ کوڈ درج ذیل ہے:
```c
#شامل "stm32f4xx.h"
// PID کنٹرولر پیرامیٹرز کی وضاحت کریں
فلوٹ کے پی=0.5 ؛ // اسکیل فیکٹر
فلوٹ کی=0.2 ؛ // لازمی قابلیت
فلوٹ کے ڈی=0.1 ؛ // تفریق گتانک
// اسٹوریج متغیر کی وضاحت کریں
فلوٹ سیٹ پوائنٹ=50.0 ؛ // ہدف کی قیمت
فلوٹ آراء=0.0 ؛ // تاثرات کی قیمت
فلوٹ کی خرابی=0.0 ؛ // غلطی
فلوٹ آخری_رور=0.0 ؛ // آخری غلطی
فلوٹ لازمی=0.0 ؛ // لازمی اصطلاح
// PID کنٹرولر آؤٹ پٹ حساب کتاب فنکشن
فلوٹ پیڈکنٹرولر (فلوٹ ڈی ٹی)
فلوٹ پیڈکنٹرولر (فلوٹ ڈی ٹی) {
// غلطی کا حساب لگائیں
غلطی=سیٹ پوائنٹ - آراء ؛ // لازمی اصطلاح کا حساب لگائیں۔
// لازمی اصطلاح کا حساب لگائیں
لازمی += غلطی * dt ؛ // امتیازی اصطلاح کی گنتی کریں
// تفریق کا حساب لگائیں
فلوٹ مشتق=(غلطی - last_error) / dt ؛ // کنٹرول آؤٹ پٹ کی گنتی کریں۔
// کنٹرول آؤٹ پٹ کا حساب لگائیں
فلوٹ آؤٹ پٹ=KP * غلطی + KI * لازمی + کے ڈی * مشتق ؛ // کنٹرول آؤٹ پٹ کا حساب لگائیں۔
// آخری غلطی کو اپ ڈیٹ کریں
آخری_رور=غلطی ؛ // آخری غلطی کو اپ ڈیٹ کریں۔
آخری_رور=غلطی ؛ واپسی آؤٹ پٹ ؛ // کنٹرول آؤٹ پٹ کا حساب لگائیں۔
}
INT مین (باطل)
{
جبکہ (1)
{
// تاثرات کی قیمت حاصل کریں
// وقت کا وقفہ حاصل کریں
// PID آؤٹ پٹ کا حساب لگائیں
فلوٹ dt=0.01 ؛ مثال کے طور پر وقت کے وقفہ کے طور پر // 0.01s
فلوٹ کنٹرول_ آؤٹ پٹ=pidController (dt) ؛ // کنٹرول سگنل آؤٹ پٹ کریں۔
// کنٹرول سگنل آؤٹ پٹ کریں
// وقت کی ایک خاص مدت کے لئے کنٹرول سگنل میں تاخیر کریں
کے لئے (int i=0 ؛ i 《10000 ؛ i ++)۔
}
واپس 0 ؛ دہ
}