روش زیگلر نیکولز
روش زیگلر نیکولز یک روش تجربی برای آوردن ضرایب PID است. آقایان زیگلر و نیکولز در سال ۱۹۴۲ دو روش تعیین ضرایب کنترلکننده PID را که به صورت تعیین از طریق حلقه بسته و حلقه باز بود ارائه کردند.[۱]
Ziegler–Nichols method[۲] | ||||
Control Type | ||||
P | – | – | ||
PI | – | |||
PD | – | |||
classic PID[۳] | ||||
Pessen Integral Rule[۳] | ||||
some overshoot[۳] | ||||
no overshoot[۳] |
روشهای تعیین ضرایب زیگلر نیکولز
ویرایش- تعیین به کمک سیستم حلقه باز[۴]
- تعیین به کمک سیستم حلقه بسته
استفاده از حلقه باز
ویرایشطبق این روش ابتدا باید فیدبک را از مدار باز کرد تا مدار به یک حلقه باز تبدیل شود. سپس ورودی پله را به مدار اعمال میکنیم و سپس پارامترهای مورد نیاز جدول زیگلر نیکولز را از روی شکل خروجی شبیه سازی شدهٔ مدار فوق بدست میآوریم:Kp , T , Td بطوری که Kp نسبت اختلاف مقدار نهایی از مقدار اولیهٔ پاسخ به نسبت همان اختلاف از ورودی میباشد:[۴]
Kp=(y(∞)-y(0))/(u(∞)-u(0
همچنین Td زمان تأخیر و نیز T فاصله زمانی بین انتهای زمان تأخیر تا زمانی که خروجی به ۰٫۶۳۷ مقدار نهایی خود میرسد[۵]
نهایتاً ضرایب را میتوان از جدول تجربی روبرو که توسط زیگلر - نیکلز ارائه شد پیدا کرد.
استفاده از حلقه بسته
ویرایشبدین منظور میبایست ابتدا بلوکهای مشتق گیر و انتگرال گیر را از مدار جدا شوند و در بین بلوک کنترلی مدار تنها بلوک تناسبی ( معادل P ) برقرار باشد . حذف دیگر عوامل کنترلی در تئوری به معنی بینهایت فرض کردن TI و صفر فرض کردن Td میباشد . لازم به ذکر است معادله اصلی کنترل PID در هر دو حالت به فرم G(s)=Kc*(1+1/(TIs)+Td *S) plant میباشد.
سپس ورودی پله را اعمال کرده و از مقادیر کوچک Kc شروع کرده تا زمانی که نمودار خروجی نوسانی گردد . در این صورت دوره نوسان را معادل Tu و گین نوسان ساز را Kcu مینامیم بر این اساس ضرایب PID بر طبق جدول زیر خواهد بود :
منابع
ویرایش- ↑ Finn Haugen, Ziegler-Nichols’ Closed-Loop Method (PDF) (به انگلیسی), Finn Haugen, retrieved 18 March 2013
- ↑ Ziegler, J.G & Nichols, N. B. (1942). "Optimum settings for automatic controllers" (PDF). Transactions of the ASME. 64: 759–768. Archived from the original (PDF) on 18 September 2017. Retrieved 24 December 2018.
{{cite journal}}
: Cite journal requires|journal=
(help) - ↑ ۳٫۰ ۳٫۱ ۳٫۲ ۳٫۳ Ziegler–Nichols Tuning Rules for PID, Microstar Laboratories
- ↑ ۴٫۰ ۴٫۱ «نسخه آرشیو شده». بایگانیشده از اصلی در ۳۰ اوت ۲۰۱۹. دریافتشده در ۳۰ مارس ۲۰۲۱.
- ↑ http://uploadtak.com/images/u9473_ProcessCont1_Lecture.pdf[پیوند مرده]