PID کنٹرولر صنعتی کنٹرول کے شعبے میں وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والا کنٹرولر ہے ، اس کا پورا نام متناسب انضمام-detivative کنٹرولر (متناسب انضمام-detrivative کنٹرولر) ہے۔ یہ ایک لکیری کنٹرولر ہے ، تناسب (P) ، لازمی (I) اور تفریق (D) ایڈجسٹمنٹ کے تین پیرامیٹرز کے ذریعے ، سسٹم آؤٹ پٹ کو درست کنٹرول حاصل کرنے کے لئے۔
سب سے پہلے ، PID کنٹرولر کا بنیادی اصول
متناسب کنٹرول (P کنٹرول)
متناسب کنٹرول PID کنٹرولر میں کنٹرول کا سب سے بنیادی طریقہ ہے۔ اس کا بنیادی خیال نظام کی آؤٹ پٹ ویلیو اور مطلوبہ قدر کے مابین انحراف کا موازنہ کرنا ہے ، اور پھر انحراف کے سائز کے مطابق کنٹرول کی رقم کو ایڈجسٹ کرنا ہے۔ متناسب کنٹرول کا فارمولا یہ ہے:
u (t)=kp * e (t)
جہاں آپ (ٹی) کنٹرول کی مقدار کی نشاندہی کرتے ہیں ، کے پی تناسب کے گتانک کی نشاندہی کرتا ہے اور ای (ٹی) انحراف کی نشاندہی کرتا ہے۔
متناسب کنٹرول کا فائدہ تیز ردعمل ہے ، لیکن یہ نقصان مستحکم ریاست کی غلطی کا وجود ہے ، یعنی ، جب نظام مستحکم حالت میں پہنچ جاتا ہے تو ، آؤٹ پٹ ویلیو اور مطلوبہ قدر کے مابین ابھی بھی کچھ انحراف موجود ہے۔
لازمی کنٹرول (میں کنٹرول)
متناسب کنٹرول میں مستحکم ریاستی غلطی کو ختم کرنے کے لئے لازمی کنٹرول متعارف کرایا گیا تھا۔ اس کا بنیادی خیال وقت کے ساتھ انحراف کی جمع قیمت کو مربوط کرنا ہے اور پھر لازمی قیمت کے مطابق کنٹرول مقدار کو ایڈجسٹ کرنا ہے۔ لازمی کنٹرول کا فارمولا یہ ہے:
u (t)=u (t -1) + ki * ∫e (t) dt
جہاں کی لازمی گتانک کی نشاندہی کرتا ہے اور ∫e (t) ڈی ٹی انحراف کی لازمی قدر کی نشاندہی کرتا ہے۔
لازمی کنٹرول کا فائدہ یہ ہے کہ اس سے ریاست کی مستحکم غلطی ختم ہوجاتی ہے ، لیکن نقصان یہ ہے کہ اس سے نظام میں اوورشوٹس اور گستاخیاں ہوسکتی ہیں۔
مختلف کنٹرول (D کنٹرول)
نظام کے استحکام اور ردعمل کی رفتار کو بہتر بنانے کے لئے مختلف کنٹرول متعارف کرایا گیا تھا۔ اس کا بنیادی خیال انحراف کے رجحان کی پیش گوئی کرنا ہے اور پھر رجحان کے مطابق کنٹرول کی مقدار کو ایڈجسٹ کرنا ہے۔ تفریق کنٹرول کا فارمولا یہ ہے:
u (t)=u (t -1) + kd * de (t)/dt
جہاں کے ڈی تفریق کے گتانک کی نشاندہی کرتا ہے اور ڈی (ٹی)/ڈی ٹی انحراف کی تبدیلی کی شرح کی نشاندہی کرتا ہے۔
تفریق کنٹرول کا فائدہ یہ ہے کہ یہ نظام کے استحکام اور ردعمل کی رفتار کو بہتر بنا سکتا ہے ، لیکن نقصان یہ ہے کہ یہ شور سے حساس ہے اور اس سے کنٹرول مقدار میں اتار چڑھاو کا باعث بن سکتا ہے۔
دوسرا ، PID کنٹرولر کا ڈیزائن طریقہ
کنٹرول مقصد کا تعین کریں
پی آئی ڈی کنٹرولر کو ڈیزائن کرنے سے پہلے ، آپ کو پہلے کنٹرول کے مقصد کی وضاحت کرنے کی ضرورت ہے ، یعنی ، آپ کس قسم کی ریاست چاہتے ہیں کہ سسٹم آؤٹ پٹ کو حاصل کیا جائے۔ کنٹرول کا مقصد مستحکم ریاست کی غلطی ، اوورشوٹ ، عروج کا وقت ، وغیرہ ہوسکتا ہے۔
ریاضی کا ماڈل قائم کریں
اصل نظام کے ورکنگ اصول کے مطابق ، ریاضی کا ماڈل قائم کریں۔ ریاضی کا ماڈل لکیری یا نان لائنر ہوسکتا ہے۔ لکیری نظاموں کے لئے ، منتقلی کے افعال ، ریاست کی جگہیں اور دیگر طریقوں کو ماڈلنگ کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔ نان لائنر سسٹم کے لئے ، اعصابی نیٹ ورک ، فجی کنٹرول اور دیگر طریقوں کو ماڈلنگ کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔
PID پیرامیٹرز کا تعین کریں
کنٹرول مقصد اور ریاضی کے ماڈل کے مطابق ، متناسب گتانک KP ، لازمی گتانک KI اور PID کنٹرولر کے امتیازی گتانک کے ڈی کا تعین کریں۔ عام طور پر استعمال شدہ پیرامیٹر ٹیوننگ کے طریقے یہ ہیں:
(1) تجرباتی طریقہ: تجربے کے مطابق ، مناسب متناسب گتانک ، لازمی گتانک اور تفریق گتانک منتخب کریں۔
(2) آزمائشی اور غلطی کا طریقہ: PID پیرامیٹرز کو مستقل طور پر ایڈجسٹ کرکے اور سسٹم کے ردعمل کا مشاہدہ کرکے ، جب تک کہ اطمینان بخش کنٹرول اثر حاصل نہ ہوجائے۔
()) اصلاح کا طریقہ: بہترین کنٹرول اثر حاصل کرنے کے ل P PID پیرامیٹرز کو بہتر بنانے کے لئے اصلاح الگورتھم (جیسے جینیاتی الگورتھم ، ذرہ سوار الگورتھم ، وغیرہ) کا استعمال کریں۔
تخروپن کی توثیق
پی آئی ڈی پیرامیٹرز کا تعین کرنے کے بعد ، نقلی تصدیق کو انجام دینا ضروری ہے۔ نقلی توثیق سافٹ ویئر جیسے میٹلیب ، سمولنک وغیرہ کا استعمال کرتے ہوئے کی جاسکتی ہے۔ تخروپن کی توثیق کے ذریعے ، پی آئی ڈی کنٹرولر کی کارکردگی کو جانچنے کے لئے جانچ پڑتال کی جاسکتی ہے کہ آیا یہ کنٹرول کے مقاصد کو پورا کرتا ہے یا نہیں۔
عملی اطلاق
تخروپن کی توثیق کے گزرنے کے بعد ، PID کنٹرولر کو اصل نظام پر لاگو کیا جاتا ہے۔ عملی اطلاق کے عمل میں ، کام کے اصل حالات میں ہونے والی تبدیلیوں کو اپنانے کے ل the پی آئی ڈی پیرامیٹرز کو ٹھیک ٹون کرنے کی ضرورت پڑسکتی ہے۔
تیسرا ، پی آئی ڈی کنٹرولر کی درخواست
پی آئی ڈی کنٹرولر کو صنعتی کنٹرول کے میدان میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے جس کی وجہ یہ ہے کہ اس کے آسان ، عملی ، عمل میں آسان اور دیگر خصوصیات کی وجہ سے۔ عام درخواست کے علاقوں میں شامل ہیں:
درجہ حرارت پر قابو پانے: جیسے بوائیلرز ، ائر کنڈیشنر ، کیمیائی ری ایکٹر۔
فلو کنٹرول: جیسے واٹر پمپ ، کمپریسرز ، پائپ لائن ٹرانسپورٹیشن۔
پریشر کنٹرول: جیسے ہائیڈرولک سسٹم ، نیومیٹک سسٹم وغیرہ۔
اسپیڈ کنٹرول: جیسے موٹرز ، کنویر بیلٹ وغیرہ۔
پوزیشن کنٹرول: جیسے روبوٹ ، کرینیں ، وغیرہ۔
کیمیائی رد عمل کا عمل کنٹرول: جیسے کیمیائی ری ایکٹر ، ابال ٹینک۔
چوتھا ، PID کنٹرولر کے فوائد اور نقصانات
فوائد
(1) سادہ ڈھانچہ: پی آئی ڈی کنٹرولر متناسب ، لازمی ، تفریق تین حصوں ، سادہ ڈھانچے پر مشتمل ہے ، سمجھنے اور سمجھنے میں آسان ہے۔
(2) پیرامیٹرز کو ایڈجسٹ کرنے میں آسان: پی آئی ڈی کنٹرولر پیرامیٹرز (کے پی ، کی ، کے ڈی) کو کنٹرول مقصد کے مطابق ایڈجسٹ کیا جاسکتا ہے ، اس میں اچھی لچک ہے۔
(3) اطلاق کی وسیع رینج: پی آئی ڈی کنٹرولرز اچھی عالمگیریت کے ساتھ مختلف قسم کے لکیری اور نان لائنر سسٹم پر لاگو ہوتے ہیں۔
()) کم وصولی لاگت: پی آئی ڈی کنٹرولر میں کم احساس لاگت ہوتی ہے اور اسے مختلف صنعتی کنٹرول سسٹم پر لاگو کیا جاسکتا ہے۔
نقصانات
(1) شور سے حساس: مختلف کنٹرول شور سے حساس ہوتا ہے ، جو کنٹرول کے حجم میں اتار چڑھاو کا باعث بن سکتا ہے۔
(2) پیرامیٹر ایڈجسٹمنٹ میں دشواری: پیچیدہ نظاموں کے لئے ، پی آئی ڈی پیرامیٹرز کی ایڈجسٹمنٹ مشکل ہوسکتی ہے ، جس میں بہت سے ٹیسٹ اور ایڈجسٹمنٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔
()) نان لائنر سسٹم سے نمٹنے میں ناکامی: نان لائنر سسٹم کے لئے ، پی آئی ڈی کنٹرولرز کی کارکردگی نون لائنر سسٹم سے نمٹنے نہیں دے سکتی۔