پہلا ، تعارف
جدید صنعتی آٹومیشن کنٹرول سسٹم میں ، پی آئی ڈی (متناسب انٹیگرل ڈففرینشل) کنٹرولر بلا شبہ ایک سب سے عام اور اہم کنٹرول الگورتھم میں سے ایک ہے۔ اس کی آسان ، عملی اور مضبوط خصوصیات کی وجہ سے ، کنٹرول اور اسی طرح۔ اس مقالے میں ، پی آئی ڈی کنٹرولر ، ورکنگ اصول ، کردار ، اور عملی ایپلی کیشنز میں فوائد اور چیلنجوں کے بنیادی تصور کو تفصیل سے بیان کیا گیا ہے۔
دوسرا ، PID کنٹرولر کا بنیادی تصور
PID کنٹرولر ، جسے متناسب انضمام سے متعلق محو. کنٹرولر کے نام سے جانا جاتا ہے ، انحراف پر مبنی کنٹرول الگورتھم ہے۔ یہ سسٹم انحراف پر متناسب ، لازمی اور تفریق کے عمل کے ذریعے کنٹرول کی مقدار کو حاصل کرتا ہے ، اور پھر کنٹرول شدہ شے کو کنٹرول کرتا ہے۔ پی آئی ڈی کنٹرولر کا بنیادی خیال نظام کی موجودہ حالت (یعنی ، انحراف) کی بنیاد پر مستقبل کی ریاست کی پیش گوئی کرنا ہے۔ ماضی کی ریاست (یعنی انحراف کا لازمی اور تفریق) اور سسٹم کی آؤٹ پٹ کو سیٹ ویلیو کو جلدی اور درست طریقے سے ٹریک کرنے کے ل control کنٹرول کی مقدار کو ایڈجسٹ کریں۔
تیسرا ، PID کنٹرولر کا ورکنگ اصول
پی آئی ڈی کنٹرولر کے ورکنگ اصول کا خلاصہ مندرجہ ذیل مراحل میں کیا جاسکتا ہے۔
متناسب کنٹرول (P):متناسب کنٹرول PID کنٹرولر کی اساس ہے ، جو سسٹم انحراف کے سائز کے مطابق کنٹرول کی مقدار کو براہ راست ایڈجسٹ کرتا ہے۔ انحراف جتنا بڑا ہوگا ، کنٹرول کی مقدار اتنی ہی ایڈجسٹ ہوگی۔ انحراف جتنا چھوٹا ہوگا ، کنٹرول کی مقدار اتنی ہی کم ہوگی۔ متناسب کنٹرول سسٹم کے انحراف کا فوری جواب دے سکتا ہے ، لیکن ریاست کی مستحکم غلطی ہے۔
لازمی کنٹرول (i):مستحکم ریاستی غلطی کو ختم کرنے کے لئے انٹیگرل کنٹرول متعارف کرایا گیا ہے۔ یہ انحراف کی مدت کے متناسب ایک لازمی اصطلاح حاصل کرنے کے لئے انحراف پر ایک لازمی آپریشن انجام دیتا ہے اور اسے کنٹرول مقدار میں شامل کرتا ہے۔ لازمی کنٹرول آہستہ آہستہ مستحکم ریاست کی غلطی کو کم کرسکتا ہے ، لیکن اس کے نتیجے میں نظام کا سست ردعمل یا لازمی سنترپتی بھی ہوسکتی ہے۔
مختلف کنٹرول (D):نظام کی متحرک کارکردگی کو بہتر بنانے کے لئے مختلف کنٹرول متعارف کرایا گیا ہے۔ یہ انحراف کی تبدیلی کی شرح کے متناسب امتیازی اصطلاح اخذ کرنے کے لئے انحراف کو مختلف کرنے اور کنٹرول کی مقدار میں شامل کرنے کے ذریعے کام کرتا ہے۔ مختلف کنٹرول سسٹم انحراف کے رجحان کی پیش گوئی کرسکتا ہے اور کنٹرول کی مقدار کو پہلے سے ایڈجسٹ کرسکتا ہے ، اس طرح سسٹم کے ردعمل کو تیز کرتا ہے اور اوورشوٹ کی مقدار کو کم کرتا ہے۔
پی آئی ڈی کنٹرولر کی کنٹرول مقدار متناسب ، لازمی اور تفریق کی شرائط پر مشتمل ہے ، اور اس کا ریاضی کا اظہار یہ ہے کہ:
u (t)=kp * e (t) + ki * ∫e (t) dt + kd * de (t)/dt
جہاں ، یو (ٹی) کنٹرول کی مقدار ہے ، کے پی متناسب قابلیت ہے ، کیی لازمی گتانک ہے ، کے ڈی تفریق گتانک ہے اور ای (ٹی) سسٹم انحراف ہے۔
چوتھا ، پی آئی ڈی کنٹرولر کا کردار
صنعتی آٹومیشن کنٹرول سسٹم میں پی آئی ڈی کنٹرولر کا ایک اہم کردار ہے ، جو بنیادی طور پر مندرجہ ذیل پہلوؤں میں جھلکتا ہے۔
نظام کی درستگی کو بہتر بنائیں:درست کنٹرول کے لئے سسٹم انحراف کے ذریعہ پی آئی ڈی کنٹرولر ، تاکہ سسٹم کی پیداوار سیٹ ویلیو کو تیزی سے اور درست طریقے سے ٹریک کرسکے ، اس طرح سسٹم کی درستگی کو بہتر بنایا جاسکے۔
نظام متحرک کارکردگی کو بہتر بنائیں:تفریق کنٹرول متعارف کرانے سے ، پی آئی ڈی کنٹرولر سسٹم انحراف کے رجحان کی پیش گوئی کرنے اور کنٹرول کی رقم کو پہلے سے ایڈجسٹ کرنے کے قابل ہے ، اس طرح سسٹم کے ردعمل کی رفتار کو تیز کرنا اور اوورشوٹنگ کی رقم کو کم کرنا۔ ایک ہی وقت میں ، متناسب ، لازمی اور امتیازی گتانک کو ایڈجسٹ کرکے ، نظام کی متحرک کارکردگی کو بہتر بنایا جاسکتا ہے۔
مستحکم ریاست کی غلطی کو ختم کریں:پی آئی ڈی کنٹرولر آہستہ آہستہ لازمی کنٹرول متعارف کروا کر مستحکم ریاستی غلطی کو کم کرسکتا ہے ، تاکہ سسٹم کی پیداوار سیٹ ویلیو کے قریب مستحکم ہوجائے۔
سسٹم ڈیزائن کو آسان بنائیں:پی آئی ڈی کنٹرولر کا ایک سادہ سا ڈھانچہ ہے ، جس پر عمل درآمد کرنا آسان ہے ، اور اسے آسانی سے مختلف کنٹرول سسٹم میں سرایت کیا جاسکتا ہے۔ ایک ہی وقت میں ، پی آئی ڈی کنٹرولر میں مضبوط مضبوطی ہے اور وہ مختلف کام کرنے والے ماحول اور بوجھ میں تبدیلیوں کو اپنا سکتا ہے۔
پانچواں ، پی آئی ڈی کنٹرولر کے عملی اطلاق اور فوائد
پی آئی ڈی کنٹرولر میں عملی ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج ہوتی ہے ، جس میں درجہ حرارت کنٹرول ، پریشر کنٹرول ، فلو کنٹرول ، مائع سطح پر قابو پانا اور اسی طرح کے ہیں۔ ان ایپلی کیشنز میں ، پی آئی ڈی کنٹرولرز نظام کی درستگی کو مؤثر طریقے سے بڑھا سکتے ہیں ، نظام کی متحرک کارکردگی کو بہتر بنا سکتے ہیں ، مستحکم ریاست کی غلطیوں کو ختم کرسکتے ہیں ، اور سسٹم ڈیزائن کو آسان بنا سکتے ہیں۔ دوسرے کنٹرول الگورتھم کے مقابلے میں ، پی آئی ڈی کنٹرولر کے مندرجہ ذیل فوائد ہیں:
مضبوط عمومی:پی آئی ڈی کنٹرولر سسٹم ماڈل کی درست ماڈلنگ کی ضرورت کے بغیر ، مختلف قسم کے لکیری سسٹم اور کچھ نان لائنر سسٹم پر لاگو ہوتا ہے۔
آسان ڈیبگنگ:پی آئی ڈی کنٹرولر کے پیرامیٹرز (متناسب گتانک ، لازمی گتانک ، تفریق گتانک) کو تجربہ یا نقالی کے ذریعہ ڈیبگ اور بہتر بنایا جاسکتا ہے ، اور ڈیبگنگ کا عمل آسان اور آسان ہے۔
مضبوط مضبوطی:پی آئی ڈی کنٹرولر میں اینٹی مداخلت کی مضبوط صلاحیت اور مضبوطی ہے ، کام کرنے والے مختلف ماحول اور بوجھ میں تبدیلیوں کے مطابق ڈھال سکتی ہے۔
کم لاگت: پی آئی ڈی کنٹرولر کے نفاذ کی لاگت نسبتا low کم ہے ، متعدد صنعتی آٹومیشن کنٹرول سسٹم میں وسیع پیمانے پر استعمال کی جاسکتی ہے۔
چھٹا ، پی آئی ڈی کنٹرولر چیلنجز اور بہتری
اگرچہ پی آئی ڈی کنٹرولر کے بہت سے فوائد ہیں اور بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں ، عملی ایپلی کیشنز میں بہتری کے ل some کچھ چیلنجز اور گنجائش موجود ہیں۔ مثال کے طور پر ، پی آئی ڈی کنٹرولرز کے پیرامیٹر ایڈجسٹمنٹ کے لئے کچھ تجربے اور مہارت کی ضرورت ہوتی ہے ، اور مختلف سسٹم میں پیرامیٹر کی مختلف ترتیبات کی ضرورت پڑسکتی ہے۔ ایک ہی وقت میں ، نان لائنر اور وقت سے مختلف نظاموں کے لئے پی آئی ڈی کنٹرولرز کا کنٹرول اثر مثالی سے کم ہوسکتا ہے۔ ان چیلنجوں پر قابو پانے کے لئے ، محققین نے بہت سے بہتر پی آئی ڈی کنٹرولرز ، جیسے فجی پی آئی ڈی کنٹرولرز ، نیورل نیٹ ورک پی آئی ڈی کنٹرولرز وغیرہ کی تجویز پیش کی ہے ، جو نان لائنر اور وقت سے مختلف نظاموں کی کنٹرول کی ضروریات کے مطابق بہتر طور پر ڈھال رہے ہیں۔
نتیجہ
صنعتی آٹومیشن کنٹرول سسٹم میں سب سے اہم کنٹرول الگورتھم میں سے ایک کے طور پر ، پی آئی ڈی کنٹرولر کے پاس وسیع پیمانے پر ایپلی کیشنز اور اہم فوائد ہیں۔ بنیادی تصور ، ورکنگ اصول اور پی آئی ڈی کنٹرولر کے طریقہ کار کو سمجھنے سے ، ہم عملی ایپلی کیشنز میں اس کے ڈیبگنگ طریقوں اور اصلاح کی حکمت عملی کو بہتر طور پر مہارت حاصل کرسکتے ہیں۔ ایک ہی وقت میں ، ہمیں پی آئی ڈی کنٹرولر کے چیلنجوں اور بہتری کی جگہ پر بھی توجہ دینی چاہئے ، اور صنعتی آٹومیشن کنٹرول سسٹم کی کارکردگی اور وشوسنییتا کو بہتر بنانے کے لئے نئے کنٹرول الگورتھم اور تکنیکی ذرائع کو مستقل طور پر تلاش کرنا چاہئے۔