পিআইডি কন্ট্রোলার সেট আপ করা: শয়তান কি ততটাই ভীতিকর যতটা তারা তাকে তৈরি করে? অংশ 1. একক সার্কিট সিস্টেম

এই নিবন্ধটি সিমুলিংক পরিবেশে পিআইডি কন্ট্রোলার টিউন করার জন্য স্বয়ংক্রিয় পদ্ধতিতে উত্সর্গীকৃত নিবন্ধগুলির একটি সিরিজ শুরু করে। আজ আমরা পিআইডি টিউনার অ্যাপ্লিকেশনটির সাথে কীভাবে কাজ করব তা বের করব।

ভূমিকা

ক্লোজড-লুপ কন্ট্রোল সিস্টেমে শিল্পে ব্যবহৃত সবচেয়ে জনপ্রিয় ধরনের কন্ট্রোলারগুলিকে পিআইডি কন্ট্রোলার হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে। এবং যদি প্রকৌশলীরা তাদের ছাত্রজীবন থেকে কন্ট্রোলারের পরিচালনার কাঠামো এবং নীতিটি মনে রাখেন, তবে এর কনফিগারেশন, যেমন নিয়ামক সহগ গণনা এখনও একটি সমস্যা. বিদেশী (উদাহরণস্বরূপ, [1, 2]) এবং দেশীয় (উদাহরণস্বরূপ, [3, 4]) সাহিত্যের একটি বিশাল পরিমাণ রয়েছে, যেখানে নিয়ন্ত্রকদের সমন্বয় স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ তত্ত্বের বরং জটিল ভাষায় ব্যাখ্যা করা হয়েছে।

এই সিরিজের নিবন্ধগুলি সিমুলিঙ্ক সরঞ্জামগুলি ব্যবহার করে পিআইডি কন্ট্রোলারগুলিকে সুর করার স্বয়ংক্রিয় উপায়গুলি বর্ণনা করবে যেমন:

• পিআইডি টিউনার
• প্রতিক্রিয়া অপ্টিমাইজার
• কন্ট্রোল সিস্টেম টিউনার,
• ফ্রিকোয়েন্সি রেসপন্স ভিত্তিক পিআইডি টিউনার,
• ক্লোজড-লুপ পিআইডি অটোটিউনার।

কন্ট্রোল সিস্টেমের বস্তুটি স্থায়ী চুম্বক দ্বারা উত্তেজিত একটি ডিসি মোটরের উপর ভিত্তি করে একটি বৈদ্যুতিক ড্রাইভ হবে, নিম্নলিখিত পরামিতিগুলির সাথে জড় লোডের জন্য একটি গিয়ারবক্সের সাথে একসাথে কাজ করবে:

• মোটর সরবরাহ ভোল্টেজ, ;
• মোটর আর্মেচার উইন্ডিংয়ের সক্রিয় প্রতিরোধ, ;
• মোটর আর্মেচার উইন্ডিং এর প্রবর্তক বিক্রিয়া, ;
• ইঞ্জিন টর্ক সহগ, ;
• মোটর রটারের জড়তার মুহূর্ত, .

লোড এবং গিয়ারবক্স পরামিতি:

• ভারের জড়তার মুহূর্ত, ;
• গিয়ার অনুপাত, .

নিবন্ধগুলি কার্যত গাণিতিক সূত্রগুলি ধারণ করে না, তবে, প্রস্তাবিত উপাদান বোঝার জন্য পাঠকের স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ তত্ত্বের প্রাথমিক জ্ঞানের পাশাপাশি সিমুলিঙ্ক পরিবেশে মডেলিংয়ের অভিজ্ঞতা থাকা বাঞ্ছনীয়।

নকশা পদ্ধতি

আসুন একটি সার্ভো বৈদ্যুতিক ড্রাইভের কৌণিক বেগের জন্য একটি রৈখিক নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা বিবেচনা করি, যার একটি সরলীকৃত ব্লক চিত্র নীচে উপস্থাপন করা হয়েছে।

প্রদত্ত কাঠামো অনুসারে, সিমুলিঙ্ক পরিবেশে এই জাতীয় সিস্টেমের একটি মডেল তৈরি করা হয়েছিল।

বৈদ্যুতিক ড্রাইভের মডেল (ইলেকট্রিক অ্যাকুয়েটর সাবসিস্টেম) এবং ইনর্শিয়াল লোড (লোড সাবসিস্টেম) ফিজিক্যাল মডেলিং লাইব্রেরি ব্লক ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছিল সিমস্কেপ:

• বৈদ্যুতিক ড্রাইভ মডেল,

• ইনর্শিয়াল লোড মডেল।

বৈদ্যুতিক ড্রাইভ এবং লোড মডেলগুলিতে বিভিন্ন শারীরিক পরিমাণের সেন্সর সাবসিস্টেম অন্তর্ভুক্ত রয়েছে:

• মোটরের আর্মেচার উইন্ডিংয়ে প্রবাহিত কারেন্ট (সাবসিস্টেম এ),

• এর উইন্ডিং এর ভোল্টেজ (সাবসিস্টেম V),

• নিয়ন্ত্রণ বস্তুর কৌণিক বেগ (সাবসিস্টেম Ω)।

পিআইডি কন্ট্রোলারের প্যারামিটার সেট করার আগে, নিয়ামকের স্থানান্তর ফাংশন গ্রহণ করে গণনার জন্য মডেলটি চালাই। . 150 rpm এর একটি ইনপুট সিগন্যালের সিমুলেশন ফলাফল নীচে দেখানো হয়েছে।

উপরের গ্রাফগুলির বিশ্লেষণ থেকে এটি স্পষ্ট যে:

• নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার আউটপুট স্থানাঙ্ক নির্দিষ্ট মান পর্যন্ত পৌঁছায় না, যেমন সিস্টেমে একটি স্ট্যাটিক ত্রুটি আছে.
• সিমুলেশনের শুরুতে মোটর উইন্ডিং-এর ভোল্টেজ 150 V-এর মান পৌঁছায়, যা এর উইন্ডিংগুলিতে নামমাত্র এক (24 V) থেকে বেশি ভোল্টেজ সরবরাহের কারণে এটির ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করবে।

একটি একক প্ররোচনায় সিস্টেমের প্রতিক্রিয়া নিম্নলিখিত প্রয়োজনীয়তাগুলি পূরণ করতে দিন:

• ওভারশুট (ওভারশুট) 10% এর বেশি নয়,
• ওঠার সময় 0.8 সেকেন্ডের কম,
• ক্ষণস্থায়ী সময় (সেটলিং টাইম) 2 সেকেন্ডের কম।

এছাড়াও, নিয়ন্ত্রককে অবশ্যই মোটর উইন্ডিংয়ে সরবরাহ করা ভোল্টেজকে সরবরাহ ভোল্টেজের মান পর্যন্ত সীমাবদ্ধ করতে হবে।

কন্ট্রোলার সেট আপ করা হচ্ছে

কন্ট্রোলার পরামিতি টুল ব্যবহার করে কনফিগার করা হয় পিআইডি টিউনার, যা সরাসরি PID কন্ট্রোলার ব্লক প্যারামিটার উইন্ডোতে পাওয়া যায়।

একটি বোতাম টিপে অ্যাপ্লিকেশনটি চালু হয় টিউন…প্যানেলে অবস্থিত স্বয়ংক্রিয় টিউনিং. এটি লক্ষণীয় যে নিয়ামক পরামিতিগুলি সেট করার পর্যায়টি সম্পাদন করার আগে, এটির প্রকার (পি, পিআই, পিডি, ইত্যাদি) পাশাপাশি এর ধরন (অ্যানালগ বা পৃথক) নির্বাচন করা প্রয়োজন।

যেহেতু একটি প্রয়োজনীয়তা হল এর আউটপুট স্থানাঙ্ক (মোটর উইন্ডিংয়ে ভোল্টেজ) সীমিত করা, তাই অনুমোদিত ভোল্টেজ পরিসীমা নির্দিষ্ট করা উচিত। এই জন্য:

1. ট্যাবে যান আউটপুট স্যাচুরেশন.
2. পতাকা বোতামে ক্লিক করুন সীমিত আউটপুট, যার ফলস্বরূপ আউটপুট মান পরিসরের ঊর্ধ্ব (উর্ধ্ব সীমা) এবং নিম্ন (নিম্ন সীমা) সীমানা সেট করার জন্য ক্ষেত্রগুলি সক্রিয় করা হয়েছে।
3. পরিসরের সীমানা নির্ধারণ করুন।

সিস্টেমের অংশ হিসাবে নিয়ন্ত্রক ইউনিটের সঠিক অপারেশনটি অবিচ্ছেদ্য স্যাচুরেশনের বিরুদ্ধে লড়াই করার লক্ষ্যে পদ্ধতির ব্যবহার জড়িত। ব্লক দুটি পদ্ধতি প্রয়োগ করে: ব্যাক-ক্যালকুলেশন এবং ক্ল্যাম্পিং। এই পদ্ধতি সম্পর্কে বিস্তারিত তথ্য অবস্থিত এখানে. পদ্ধতি নির্বাচন ড্রপ-ডাউন মেনু প্যানেলে অবস্থিত অ্যান্টি-ওয়াইন্ডআপ.

এই ক্ষেত্রে, আমরা ক্ষেত্রগুলিতে 24 এবং -24 মান লিখব সর্বোচ্চ সীমা и নিম্ন সীমা সেই অনুযায়ী, এবং অবিচ্ছেদ্য স্যাচুরেশন দূর করতে ক্ল্যাম্পিং পদ্ধতিও ব্যবহার করুন।

আপনি লক্ষ্য করতে পারেন যে নিয়ন্ত্রক ব্লকের চেহারা পরিবর্তিত হয়েছে: ব্লকের আউটপুট পোর্টের পাশে একটি স্যাচুরেশন চিহ্ন উপস্থিত হয়েছে।

এর পরে, বোতাম টিপে সমস্ত পরিবর্তন গ্রহণ করুন প্রয়োগ করা, ট্যাবে ফিরে যান প্রধান нажимаем টিউন…, যা একটি নতুন PIDTuner অ্যাপ্লিকেশন উইন্ডো খুলবে।

উইন্ডোর গ্রাফিক্যাল এলাকায়, দুটি ক্ষণস্থায়ী প্রক্রিয়া প্রদর্শিত হয়: কন্ট্রোলারের বর্তমান পরামিতিগুলির সাথে, যেমন একটি আনকনফিগার করা নিয়ামকের জন্য এবং স্বয়ংক্রিয়ভাবে নির্বাচিত মানগুলির জন্য। বোতামে ক্লিক করে নতুন প্যারামিটারের মান দেখা যাবে পরামিতি দেখানটুলবারে অবস্থিত। যখন আপনি বোতাম টিপুন, তখন দুটি টেবিল উপস্থিত হবে: নিয়ামকের নির্বাচিত পরামিতি (কন্ট্রোলার প্যারামিটার) এবং নির্বাচিত পরামিতিগুলির সাথে ক্ষণস্থায়ী প্রক্রিয়ার বৈশিষ্ট্যগুলির মূল্যায়ন (পারফরম্যান্স এবং দৃঢ়তা)।

দ্বিতীয় টেবিলের মানগুলি থেকে দেখা যায়, স্বয়ংক্রিয়ভাবে গণনা করা নিয়ামক সহগগুলি সমস্ত প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।

বোতামের ডানদিকে অবস্থিত একটি সবুজ ত্রিভুজ সহ বোতাম টিপে নিয়ন্ত্রক সেটিং সম্পন্ন হয় পরামিতি দেখান, যার পরে নতুন প্যারামিটার মানগুলি স্বয়ংক্রিয়ভাবে PID কন্ট্রোলার ব্লক প্যারামিটার সেটিংস উইন্ডোতে সংশ্লিষ্ট ক্ষেত্রগুলিতে পরিবর্তিত হবে।

বেশ কয়েকটি ইনপুট সংকেতের জন্য একটি সুরযুক্ত নিয়ামক সহ একটি সিস্টেমের অনুকরণের ফলাফলগুলি নীচে দেখানো হয়েছে। উচ্চ ইনপুট সংকেত স্তরে (নীল লাইন), সিস্টেমটি ভোল্টেজ স্যাচুরেশন মোডে কাজ করবে।

মনে রাখবেন যে পিআইডি টিউনার টুল একটি লিনিয়ারাইজড মডেলের উপর ভিত্তি করে কন্ট্রোলার সহগ নির্বাচন করে, তাই একটি ননলাইনার মডেলে যাওয়ার সময়, এর পরামিতিগুলি পরিষ্কার করা প্রয়োজন। এই ক্ষেত্রে, আপনি অ্যাপ্লিকেশন ব্যবহার করতে পারেন প্রতিক্রিয়া অপ্টিমাইজার.

সাহিত্য

1. পিআই এবং পিআইডি কন্ট্রোলার টিউনিং নিয়মের হ্যান্ডবুক। আইদান ও'ডায়ার
2. MATLAB, Simulink ব্যবহার করে PID কন্ট্রোল সিস্টেম ডিজাইন এবং স্বয়ংক্রিয় টিউনিং। ওয়াং এল.
3. একটি অ-কঠোর আকারে PID নিয়ন্ত্রণ। কার্পভ ভি.ই.
4. পিআইডি কন্ট্রোলার। বাস্তবায়ন সমস্যাসমুহ. অংশ 1, 2. ডেনিসেনকো ভি।

উত্স: www.habr.com