کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی ترجمه فارسی نسخه تمام متن
5003900 1368971 2017 21 صفحه PDF 38 صفحه WORD دانلود کنید
عنوان انگلیسی مقاله
Explicit analytical tuning rules for digital PID controllers via the magnitude optimum criterion
ترجمه فارسی عنوان
قوانین صریح میزان سازی تحلیلی برای کنترل کننده های دیجیتال PID بوسیله ی معیار قدر بهینه
کلمات کلیدی
کنترل PID، زمان نمونه برداری بهینه، کنترل دیجیتال، بهینه سازی، کنترل فرآیند، مهندسی کنترل، کنترل صنعتی
فهرست مطالب مقاله
چکیده

کلمات کلیدی

1.مقدمه

2. قانون کنترل PID پیشنهادی 

2.1. طرح کنترل کننده ی PID آنالوگ 

3. نتایج ارزیابی 

3.1. یک فرآیند با ثابت های زمانی غالب 

3.2. یک فرآیند با تأخیر زمانی طولانی 

3.3. یک فرآیند فاز غیر حداقلی 

3.4. یک فرآیند با صفر بزرگ 

3.4.1. میزان سازی ثابت زمان تأخیر Tx

4. بررسی تأثیر زمان نمونه برداری 

4.1. زمان نمونه برداری  (فرمول)

4.2. زمان نمونه برداری  (فرمول)

4.3. زمان نمونه برداری  (فرمول)

4.4. زمان نمونه برداری  (فرمول)

5. نتیجه گیری 

ضمیمه A. شرایط بهینه سازی 

ضمیمه ی B. قانون کنترل PID دیجیتال بازبینی شده 
ترجمه چکیده
قوانین تحلیلی میزان سازی برای کنترل کننده های نوع I دیجیتالی PID بدون توجه به پیچیدگی فرآیند ارائه شدند. این راه حل صریح اجازه می دهند مهندسین کنترل 1) بررسی دقیقی از تأثیر زمان نمونه برداری کنترل کننده برای عملکرد حلقه ی کنترل هم در دامنه ی فرکانسی و هم در دامنه ی زمانی انجام دهند 2) تصمیم بگیرند کنترل چه موقع باید I، PI باشد و چه موقع عبارت مشتق، D، باید اضافه یا حذف شود 3) این عمل کنترلی را به سری فرآیندهای معیار پایدار بدون توجه به پیچیدگی آن ها اعمال کنید. مزیت های قبلی در کاربردهای صنعتی حیاتی می باشند، زیرا 1) بیشتر مواقع انتخاب زمان نمونه برداری کنترل کننده براساس نوآوری ها و معیارهای قبلی می باشد، 2) کمی اطلاعات قبلی در مورد فرآیند کنترلی تصمیم گیری نوع کنترل کننده وجود دارد، که یک تمرین آزمون و خطا می باشد، 3) پارامترهای مدل اغلب بسته به ایجاد نقطه ی عملیاتی حلقه ی کنترل تغییر می کنند، در این روش مسئله ی بازگشت پارامتر کنترل کننده یک مسئله ی بسیار چالش برانگیز می باشد. پایه ی قانون کنترل پیشنهادی اصل میزان سازی PID بوسیله ی معیار قدر بهینه می باشد. قانون نهایی کنترل پیشنهادی اصل میزان سازی PID بوسیله ی معیار قدر بهینه می باشد. قانون نهایی کنترل شامل زمان نمونه برداری کنترل کننده Ts در راه حل صریح پارامترهای کنترل کننده می باشد. در نهایت، پتانسیل روش پیشنهادی بوسیله ی مقایسه ی عملکرد آن با میزان سازی PID سنتی هنگام کنترل همان فرآیند توجیه می شود. بعلاوه، بررسی باتوجه به انتخاب زمان نمونه برداری کنترل کننده Ts نیز ارائه شده و نتیجه گیری های مفیدی برای مهندسین کنترل بدست آمده اند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی کنترل و سیستم های مهندسی
چکیده انگلیسی


- Closed form tuning formulas for PID digital controllers in SISO processes are presented.
- Optimal controller's sampling time selection is analytically derived and practical suggestions/remark concerning the same are made depending on the process / nature of application.
- Robust performance in terms of reference tracking and output disturbance rejection are achieved.
- The method can be applied to any SISO stable process regardless of its complexity.
- Evaluation results for several benchmark process models are presented.

Analytical tuning rules for digital PID type-I controllers are presented regardless of the process complexity. This explicit solution allows control engineers 1) to make an accurate examination of the effect of the controller's sampling time to the control loop's performance both in the time and frequency domain 2) to decide when the control has to be I, PI and when the derivative, D, term has to be added or omitted 3) apply this control action to a series of stable benchmark processes regardless of their complexity. The former advantages are considered critical in industry applications, since 1) most of the times the choice of the digital controller's sampling time is based on heuristics and past criteria, 2) there is little a-priori knowledge of the controlled process making the choice of the type of the controller a trial and error exercise 3) model parameters change often depending on the control loop's operating point making in this way, the problem of retuning the controller's parameter a much challenging issue. Basis of the proposed control law is the principle of the PID tuning via the Magnitude Optimum criterion. The final control law involves the controller's sampling time Ts within the explicit solution of the controller's parameters. Finally, the potential of the proposed method is justified by comparing its performance with the conventional PID tuning when controlling the same process. Further investigation regarding the choice of the controller's sampling time Ts is also presented and useful conclusions for control engineers are derived.

ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: ISA Transactions - Volume 70, September 2017, Pages 357-377
نویسندگان
, , ,