ఏదైనా నియంత్రణ వ్యవస్థలో పిడ్ కంట్రోలర్ కీలకమైన భాగం. మీరు కోరుకున్న దానికి మరియు వాస్తవానికి ఏమి జరుగుతుందో దాని మధ్య లోపాన్ని తగ్గించడం ద్వారా ప్రక్రియను మీ సెట్ పాయింట్కు దగ్గరగా ఉంచడానికి మీరు దీన్ని ఉపయోగిస్తారు. మీరు లక్ష్యాన్ని నిర్దేశించినప్పుడు, కంట్రోలర్ ప్రక్రియను మార్గనిర్దేశం చేయడానికి నియంత్రణను సర్దుబాటు చేస్తుంది. పరిశ్రమలు ఉష్ణోగ్రత, చలనం మరియు ప్రవాహ నియంత్రణ వంటి పనుల కోసం పిడ్ కంట్రోలర్లపై ఆధారపడతాయి. వాస్తవానికి, దాదాపు 95% పారిశ్రామిక ఆటోమేషన్ పిడ్ను ఉపయోగిస్తుంది. పిడ్ కంట్రోలర్ల కోసం ప్రపంచ మార్కెట్ 2.3లో $2023 బిలియన్లకు చేరుకుంది, బలమైన వృద్ధిని అంచనా వేస్తున్నారు. డిసి మోటార్ కంట్రోలర్ నుండి సంక్లిష్టమైన బ్రష్డ్ డిసి మోటార్ కంట్రోలర్ల వరకు ప్రతిదానిలోనూ మీరు పిడ్ను చూస్తారు. దిగువ పట్టికలో చూపిన విధంగా ఉత్తమ ఫలితాలను పొందడానికి జిగ్లర్-నికోల్స్ పద్ధతి కంట్రోలర్ను ట్యూన్ చేయడంలో మీకు సహాయపడుతుంది.
నియంత్రణ పద్ధతి | అనుపాత లాభం (P) | సమగ్ర సమయం (Ti) | ఉత్పన్న సమయం (Td) |
|---|---|---|---|
P | 0.5 × కెసి | N / A | N / A |
PI | 0.45 × కెసి | పిసి / 1.2 | N / A |
PID | 0.60 × కెసి | 0.5 × పిసి | పిసి / 8 |
కీ టేకావేస్
PID కంట్రోలర్లు విషయాలను స్థిరంగా ఉంచడంలో సహాయపడతాయి. మీరు కోరుకునే దానికి మరియు మీరు పొందే దానికి మధ్య అంతరాన్ని తగ్గించడం ద్వారా అవి దీన్ని చేస్తాయి. అవి మూడు చర్యలను ఉపయోగిస్తాయి: అనుపాత, సమగ్ర మరియు ఉత్పన్నం.
ప్రతి PID భాగానికి దాని స్వంత పని ఉంటుంది. లోపం ఉన్నప్పుడు అనుపాత పద్ధతి వేగంగా పనిచేస్తుంది. ఇంటిగ్రల్ చాలా కాలం పాటు ఉండే లోపాలను పరిష్కరిస్తుంది. చాలా దూరం వెళ్లకుండా ఉండటానికి తరువాత ఏమి జరుగుతుందో ఉత్పన్నం అంచనా వేస్తుంది.
వేర్వేరు ఉద్యోగాలకు వివిధ రకాల PID కంట్రోలర్లు ఉన్నాయి. కొన్ని P కంట్రోలర్ల మాదిరిగా సరళమైనవి. పూర్తి PID కంట్రోలర్లు కష్టతరమైన పనులను నిర్వహిస్తాయి. పరిస్థితులు మారినప్పుడు అధునాతన రకాలు మరింత మెరుగైన నియంత్రణను అందిస్తాయి.
PID కంట్రోలర్లను చాలా చోట్ల ఉపయోగిస్తున్నారు. అవి కర్మాగారాలు, రోబోలు మరియు విద్యుత్ వ్యవస్థలలో ఉన్నాయి. అవి నమ్మదగినవి మరియు సర్దుబాటు చేయడం సులభం కాబట్టి ప్రజలు వాటిని ఉపయోగిస్తారు. పరిస్థితులు మారినప్పుడు కూడా అవి బాగా పనిచేస్తాయి.
ఉత్తమ ఫలితాలను పొందడానికి, PID సెట్టింగ్లను జాగ్రత్తగా ట్యూన్ చేయండి. ఒక్కొక్క సెట్టింగ్ను మార్చండి. సిస్టమ్ ఎలా పనిచేస్తుందో చూడండి. మీకు సహాయం చేయడానికి Ziegler-Nichols వంటి సాధనాలు లేదా పద్ధతులను ఉపయోగించండి.
PID కంట్రోలర్ బేసిక్స్
నిర్వచనం
పిడ్ కంట్రోలర్ అనేది విషయాలను స్థిరంగా ఉంచడంలో సహాయపడే ఒక సాధనం. ఇది మీరు కోరుకునే దానికి మరియు మీ వద్ద ఉన్న దానికి మధ్య వ్యత్యాసాన్ని తనిఖీ చేస్తుంది. తరువాత, ఈ వ్యత్యాసాన్ని తగ్గించడానికి ఇది నియంత్రణను మారుస్తుంది. మీరు ఒక యంత్రం ఒక నిర్దిష్ట వేగం లేదా ఉష్ణోగ్రతను ఉంచాలనుకున్నప్పుడు మీరు దానిని ఉపయోగిస్తారు. కంట్రోలర్ మూడు చర్యలను ఉపయోగిస్తుంది: అనుపాత, సమగ్ర మరియు ఉత్పన్నం.
పిడ్ కంట్రోలర్ ఫీడ్బ్యాక్ లూప్లో పనిచేస్తుంది. ఇది అవుట్పుట్ను కొలుస్తుంది మరియు దానిని సెట్పాయింట్తో పోలుస్తుంది. తరువాత, లక్ష్యానికి దగ్గరగా ఉండటానికి ఇన్పుట్ను మారుస్తుంది. ఇది మళ్లీ మళ్లీ జరుగుతుంది. ఇది సిస్టమ్ స్థిరంగా ఉండటానికి మరియు బాగా పనిచేయడానికి సహాయపడుతుంది.
పరిశోధకులు అనేక వాస్తవ పరిస్థితులలో పిడ్ కంట్రోలర్లను పరీక్షించారు. ఉదాహరణకు:
పిడ్ కంట్రోలర్ నమ్మదగినదా కాదా అని తనిఖీ చేయడానికి ఇంజనీర్లు ఒక కొత్త మార్గాన్ని కనుగొన్నారు. పరిస్థితులు మారినప్పుడు కూడా, కాలక్రమేణా అది ఎలా పనిచేస్తుందో వారు గమనించారు.
ఒక పరీక్షలో, ఒక పిడ్ కంట్రోలర్ విమానంలోని హైడ్రాలిక్ వ్యవస్థను నడిపింది. భాగాలు పాతబడినప్పటికీ అది బాగా పనిచేస్తూనే ఉంది.
బావిని కొట్టే సమయంలో ఒత్తిడి మరియు ప్రవాహాన్ని స్థిరంగా ఉంచడానికి మరొక పరీక్ష పిడ్ కంట్రోలర్ను ఉపయోగించింది. ఇది కంట్రోలర్ కఠినమైన మరియు మారుతున్న పనులను నిర్వహించగలదని చూపించింది.
ఈ అధ్యయనాలు అనేక నియంత్రణ వ్యవస్థలలో పిడ్ కంట్రోలర్ను విశ్వసించవచ్చని చూపిస్తున్నాయి. ఇది ముఖ్యమైన మరియు కఠినమైన పనులలో కూడా పనిచేస్తుంది.
పర్పస్
మీ లక్ష్యానికి దగ్గరగా ఒక ప్రక్రియను ఉంచడానికి మీరు పిడ్ కంట్రోలర్ను ఉపయోగిస్తారు. దాని చుట్టూ ఉన్న విషయాలు మారినప్పుడు కూడా ఇది పనిచేస్తుంది. సెట్ పాయింట్ మరియు వాస్తవ విలువ మధ్య లోపాన్ని వీలైనంత తక్కువగా చేయడం ప్రధాన పని. కంట్రోలర్ నియంత్రణ సిగ్నల్ను స్మార్ట్ మార్గంలో మార్చడం ద్వారా దీన్ని చేస్తుంది. ఇది దాని డిజైన్లో అంతర్నిర్మితంగా ఉన్న మూడు చర్యలను ఉపయోగిస్తుంది.
పిడ్ కంట్రోలర్లు చాలా చోట్ల పనిచేస్తాయి మరియు ఉపయోగించడానికి సులభమైనవి కాబట్టి అవి ప్రాచుర్యం పొందాయి. మీరు సిస్టమ్ గురించి ప్రతి వివరాలు తెలుసుకోవలసిన అవసరం లేదు. మీరు అవుట్పుట్ను కొలిచి లోపాన్ని కనుగొంటారు. మిగిలినది కంట్రోలర్ చేస్తుంది. ఇది పిడ్ కంట్రోలర్లను పరిశ్రమ, సైన్స్ మరియు నానోటెక్నాలజీ వంటి కొత్త రంగాలలో అగ్ర ఎంపికగా చేస్తుంది.
NI LabVIEW కథనం ప్రకారం పిడ్ కంట్రోలర్ విషయాలను స్థిరంగా ఉంచుతుంది. ఇది ఎల్లప్పుడూ అవుట్పుట్ను తనిఖీ చేస్తుంది, లోపాన్ని కనుగొంటుంది మరియు త్వరిత మార్పులు చేస్తుంది. ఈ సరళమైన మార్గం ఫ్యాక్టరీల నుండి ప్రయోగశాలల వరకు అనేక నియంత్రణ వ్యవస్థలలో పనిచేస్తుంది.
90% కంటే ఎక్కువ పారిశ్రామిక నియంత్రణ లూప్లలో పిడ్ కంట్రోలర్లను ఉపయోగిస్తున్నారని అధ్యయనాలు చెబుతున్నాయి. అవి ఆలస్యం, ఆకస్మిక మార్పులు మరియు పరికరాల పరిమితులు వంటి సమస్యలకు సహాయపడతాయి. పిడ్ కంట్రోలర్ యొక్క మూడు భాగాలు వ్యవస్థ వేగంగా స్పందించడానికి మరియు స్థిరంగా ఉండటానికి సహాయపడతాయని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు. ఒక అధ్యయనంలో, పిడ్ కంట్రోలర్లు ప్రజలు మరియు యంత్రాలు ఎలా అనుగుణంగా ఉంటాయో చాలా మార్పులను వివరించారు. అవి ఎంత ఉపయోగకరంగా ఉన్నాయో ఇది చూపిస్తుంది.
మీరు అనేక ప్రదేశాలలో పిడ్ కంట్రోలర్లను చూడవచ్చు:
రసాయన రియాక్టర్లో ఉష్ణోగ్రతను స్థిరంగా ఉంచడం
రోబోట్లో మోటారు వేగాన్ని నియంత్రించడం
కర్మాగారంలో ద్రవాల ప్రవాహాన్ని నిర్వహించడం
పిడ్ కంట్రోలర్ మీకు నియంత్రణ వ్యవస్థను రూపొందించడానికి సరళమైన కానీ బలమైన మార్గాన్ని అందిస్తుంది. పరిస్థితులు క్లిష్టంగా ఉన్నప్పుడు కూడా ఇది బాగా పనిచేస్తుంది. మీరు మీ అవసరాలకు తగినట్లుగా కంట్రోలర్ను ట్యూన్ చేయవచ్చు. ఇది చాలా డిజైన్లకు మంచిది.
PID కంట్రోలర్ ప్రయోజనాలు | వివరణ |
|---|---|
బలమైన పనితీరు | మార్పులు మరియు సమస్యలను చక్కగా నిర్వహిస్తుంది |
సాధారణ డిజైన్ | అనేక వ్యవస్థలలో సెటప్ చేయడం మరియు ఉపయోగించడం సులభం |
విస్తృత అప్లికేషన్ | పరిశ్రమ, సైన్స్ మరియు టెక్నాలజీలో పనులు |
విశ్వసనీయ నియంత్రణ | పరీక్షలు మరియు నిజ జీవితంలో నిరూపించబడింది |
PID ఎలా పనిచేస్తుంది
అభిప్రాయ లూప్
పిడ్ కంట్రోలర్ పని చేయడానికి మీరు ఫీడ్బ్యాక్ లూప్ను ఉపయోగిస్తారు. క్లోజ్డ్ లూప్ సిస్టమ్లో, కంట్రోలర్ ఎల్లప్పుడూ ప్రక్రియను తనిఖీ చేస్తుంది. ఇది అవుట్పుట్ను సెట్ పాయింట్తో పోలుస్తుంది. అవుట్పుట్ సెట్ పాయింట్తో సరిపోలకపోతే, కంట్రోలర్ నియంత్రణ సిగ్నల్ను మార్చడానికి పిడ్ అల్గోరిథంను ఉపయోగిస్తుంది. ఇది ప్రక్రియను మీ లక్ష్యానికి దగ్గరగా ఉంచుతుంది.
ఒక అభిప్రాయ లూప్ మూడు ప్రధాన దశలను కలిగి ఉంటుంది:
ప్రక్రియ అవుట్పుట్ను కొలవండి.
అవుట్పుట్ను సెట్ పాయింట్తో పోల్చండి.
నియంత్రణ సిగ్నల్ను సర్దుబాటు చేయడానికి పిడ్ అల్గోరిథంను ఉపయోగించండి.
క్లోజ్డ్ లూప్ సిస్టమ్ ఎల్లప్పుడూ అవుట్పుట్ను సెట్ పాయింట్తో పోల్చడం ద్వారా పనిచేస్తుందని ఒక సాంకేతిక పత్రం వివరిస్తుంది. పిడ్ కంట్రోలర్ మార్పులు చేయడానికి ఫీడ్బ్యాక్ను ఉపయోగిస్తుంది. కంట్రోలర్ దిద్దుబాటు కారకాలను సృష్టించడానికి అనుపాత, సమగ్ర మరియు ఉత్పన్న చర్యలను ఉపయోగిస్తుంది. మీరు దీనిని బ్లాక్ రేఖాచిత్రాలు మరియు DC మోటార్ కంట్రోలర్ వంటి వాస్తవ-ప్రపంచ ఉదాహరణలలో చూడవచ్చు.
ఫీడ్బ్యాక్ లూప్ ప్రక్రియను స్థిరంగా ఉంచడంలో మీకు సహాయపడుతుంది. కంట్రోలర్ మార్పులకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. ప్రక్రియ కుదుపులకు లోనైతే, పిడ్ అల్గోరిథం దానిని తిరిగి తీసుకువస్తుంది. ఇది పిడ్ కంట్రోలర్ను ఏదైనా నియంత్రణ వ్యవస్థలో కీలకమైన భాగంగా చేస్తుంది. మీరు డిసి మోటార్ కంట్రోలర్ లేదా ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ వ్యవస్థ వంటి అనేక ప్రదేశాలలో ఫీడ్బ్యాక్ లూప్లను కనుగొంటారు.
లోపం గణన
పిడ్ కంట్రోలర్ను ఉపయోగించడానికి మీరు ఎర్రర్ను తెలుసుకోవాలి. ఎర్రర్ అంటే సెట్ పాయింట్ మరియు ప్రాసెస్ అవుట్పుట్ మధ్య వ్యత్యాసం. నియంత్రణ సిగ్నల్ను ఎలా మార్చాలో నిర్ణయించడానికి పిడ్ అల్గోరిథం ఈ ఎర్రర్ను ఉపయోగిస్తుంది.
పిడ్ అల్గోరిథం లోపాన్ని ఇలా లెక్కిస్తుంది:
error = set point - process outputఅప్పుడు నియంత్రిక మూడు పదాలను ఉపయోగిస్తుంది:
అనుపాతంలో: ప్రస్తుత లోపానికి ప్రతిస్పందిస్తుంది.
ఇంటిగ్రల్: గత లోపాలను జోడిస్తుంది.
ఉత్పన్నం: భవిష్యత్తు లోపాలను అంచనా వేస్తుంది.
మా పిడ్ అల్గోరిథం ఈ మూడు పదాలను కలిపి నియంత్రణ సంకేతాన్ని సృష్టిస్తుంది. ఈ నమూనా బాగా పనిచేస్తుందని విద్యా పరిశోధన చూపిస్తుంది. ప్రతి పదానికి ఉత్తమ విలువలను సెట్ చేయడానికి మీరు జీగ్లర్-నికోల్స్ పద్ధతి వంటి ట్యూనింగ్ పద్ధతులను ఉపయోగించవచ్చు. ఈ పద్ధతులు నియంత్రికను ట్యూన్ చేయడంలో మీకు సహాయపడటానికి ప్రక్రియ ప్రవర్తనను ఉపయోగిస్తాయి.
నిపుణులు పిడ్ అల్గోరిథంను అనేక వ్యవస్థలలో పరీక్షించారు కాబట్టి మీరు దానిని విశ్వసించవచ్చు. ఎర్రర్ లెక్కింపు నమూనా సరళమైనది కానీ శక్తివంతమైనది. మీరు దీన్ని ప్రతి పిడ్ కంట్రోలర్లో ఉపయోగిస్తారు, డిసి మోటార్ కంట్రోలర్ నుండి సంక్లిష్టమైన ప్రాసెస్ ప్లాంట్ వరకు.
మోటార్ వేగాన్ని సెట్ పాయింట్ వద్ద ఉంచడానికి డిసి మోటార్ కంట్రోలర్ పిడ్ అల్గోరిథంను ఉపయోగిస్తుంది. కంట్రోలర్ ప్రాసెస్ అవుట్పుట్ను తనిఖీ చేస్తుంది, లోపాన్ని కనుగొంటుంది మరియు నియంత్రణ సిగ్నల్ను మారుస్తుంది. ఇది ప్రక్రియను స్థిరంగా ఉంచుతుంది మరియు అవుట్పుట్ మీ లక్ష్యానికి దగ్గరగా ఉంటుంది.
PID భాగాలు
అనుపాత పదం
అనుపాత పదం అనేది పిడ్ కంట్రోలర్ యొక్క మొదటి భాగం. ఇది మీ సెట్ పాయింట్ మరియు ప్రాసెస్ అవుట్పుట్ మధ్య ఉన్న ఎర్రర్కు వెంటనే స్పందిస్తుంది. కంట్రోలర్ ఈ ఎర్రర్ను అనుపాత లాభం అని పిలువబడే సంఖ్యతో గుణిస్తుంది. మీరు ఈ లాభాన్ని పెద్దదిగా చేస్తే, కంట్రోలర్ వేగంగా పనిచేస్తుంది. ప్రక్రియ మీ లక్ష్యం వైపు త్వరగా కదులుతుంది. కానీ లాభం చాలా ఎక్కువగా ఉంటే, ప్రక్రియ అస్థిరంగా మారవచ్చు. ఇది ముందుకు వెనుకకు ఊగడం ప్రారంభించవచ్చు. అనుపాత పదం స్థిర-స్థితి లోపాన్ని తగ్గించడంలో సహాయపడుతుంది, కానీ అది అన్నింటినీ వదిలించుకోదు. ఉదాహరణకు, వాటర్ హీటర్లో, ఉష్ణోగ్రత పడిపోయినప్పుడు ఈ పదం వేగంగా పనిచేస్తుంది. అయినప్పటికీ, ఇది వేడిని సెట్ పాయింట్కు సరిగ్గా తీసుకురాకపోవచ్చు.
చిట్కా: అనుపాత లాభం నెమ్మదిగా మార్చండి. ఎక్కువగా ఉంటే ప్రక్రియ ఊగిసలాడవచ్చు లేదా అస్థిరంగా మారవచ్చు.
సమగ్ర పదం
ఇంటిగ్రల్ పదం గత లోపాలన్నింటినీ పరిశీలిస్తుంది. ఇది కాలక్రమేణా లోపాన్ని జోడిస్తుంది. ఇది స్థిర-స్థితి లోపాన్ని తొలగించడంలో సహాయపడుతుంది. ప్రాసెస్ అవుట్పుట్ సెట్ పాయింట్ కంటే తక్కువగా ఉంటే, ఇంటిగ్రల్ పదం కంట్రోలర్ను మరింతగా పనిచేసేలా చేస్తుంది. అవుట్పుట్ లక్ష్యానికి సరిపోయే వరకు ఇది ఇలా చేస్తుంది. ఇది ఖచ్చితమైన నియంత్రణ అవసరమయ్యే పనులకు పిడ్ కంట్రోలర్ను మంచిగా చేస్తుంది. ఇంటిగ్రల్ గెయిన్ను పెంచడం వల్ల ప్రక్రియ సెట్ పాయింట్ను చేరుకోవడానికి సహాయపడుతుందని పరీక్షలు చూపిస్తున్నాయి. ఇది స్థిర-స్థితి లోపాన్ని కూడా తగ్గిస్తుంది. కానీ చాలా ఎక్కువ ఇంటిగ్రల్ చర్య ప్రక్రియను ఓవర్షూట్ చేస్తుంది లేదా అస్థిరంగా మారుస్తుంది. ఈ సమస్యను ఇంటిగ్రల్ విండప్ అంటారు. ఇది జరగకుండా ఆపడానికి మీరు యాంటీ-విండప్ ట్రిక్లను ఉపయోగించవచ్చు.
PID పదం | ప్రధాన ప్రభావం | చాలా ఎక్కువగా ఉంటే ప్రమాదం |
|---|---|---|
దామాషా | వేగవంతమైన ప్రతిస్పందన, లోపాన్ని తగ్గిస్తుంది | డోలనం, అస్థిరత |
ఇంటెగ్రల్ | స్థిర-స్థితి లోపాన్ని తొలగిస్తుంది | ఓవర్షూట్, వైండప్ |
వ్యుత్పన్న | డోలనాలను ఆపేస్తుంది, లోపాన్ని అంచనా వేస్తుంది | శబ్ద విస్తరణ |
ఉత్పన్న పదం
ఉత్పన్న పదం తరువాత లోపం ఎలా మారుతుందో ఊహించడానికి ప్రయత్నిస్తుంది. ఇది లోపం ఎంత వేగంగా మారుతుందో చూస్తుంది. మీరు ఉత్పన్న చర్యను ఉపయోగించినప్పుడు, నియంత్రిక సెట్ పాయింట్కు దగ్గరగా వచ్చే కొద్దీ నెమ్మదిస్తుంది. ఇది ఓవర్షూట్ను ఆపడానికి సహాయపడుతుంది మరియు ప్రక్రియను తక్కువ అస్థిరంగా చేస్తుంది. ఉత్పన్న పదం పిడ్ కంట్రోలర్ను మరింత స్థిరంగా చేస్తుంది, ముఖ్యంగా విషయాలు వేగంగా మారినప్పుడు. కానీ ఈ పదం ప్రక్రియలో శబ్దాన్ని కూడా పెద్దదిగా చేస్తుంది. మీరు ఫిల్టర్లను ఉపయోగించాలి లేదా జాగ్రత్తగా ట్యూన్ చేయాలి. మీరు ఉత్పన్న సమయాన్ని సరిగ్గా సెట్ చేస్తే, మీరు మరింత అనుపాత లాభం ఉపయోగించవచ్చు మరియు ఇప్పటికీ విషయాలను స్థిరంగా ఉంచవచ్చు.
గమనిక: ఉత్పన్న పదం శబ్దాన్ని మరింత దిగజార్చవచ్చు. మీ కంట్రోలర్ స్థిరంగా ఉండటానికి ఫిల్టర్లను ఉపయోగించండి.
ఉత్తమ ఫలితాల కోసం మీకు పిడ్ అల్గోరిథంలో మూడు పదాలు అవసరం. అనుపాత పదం వేగంగా పనిచేస్తుంది, సమగ్ర పదం స్థిర-స్థితి లోపాన్ని తొలగిస్తుంది మరియు ఉత్పన్న పదం స్థిరత్వాన్ని జోడిస్తుంది. మీరు ఈ పదాలను ట్యూన్ చేసినప్పుడు, విషయాలు మారినప్పటికీ, నియంత్రిక ప్రాసెస్ అవుట్పుట్ను మీ సెట్పాయింట్కు దగ్గరగా ఉంచడంలో మీరు సహాయం చేస్తారు.
PID కంట్రోలర్ల రకాలు
పిడ్ కంట్రోలర్ను ఉపయోగించడానికి వివిధ మార్గాలు ఉన్నాయి. ప్రతి రకం కొన్ని పనులకు ఉత్తమంగా పనిచేస్తుంది. ప్రతి ఒక్కటి ఎలా పనిచేస్తుందో మీకు తెలిస్తే మీరు సరైనదాన్ని ఎంచుకోవచ్చు.
పి కంట్రోలర్
AP కంట్రోలర్ అనుపాత భాగాన్ని మాత్రమే ఉపయోగిస్తుంది. ఇది సాధారణ వ్యవస్థలకు మంచిది. కంట్రోలర్ లోపం చూసినప్పుడు దాని అవుట్పుట్ను మారుస్తుంది. మీరు అది వేగంగా స్పందించాలనుకుంటే, మీరు గెయిన్ను పెద్దదిగా చేయవచ్చు. ఒక కెమికల్ ప్లాంట్లో, P కంట్రోలర్ రియాక్టర్ ఉష్ణోగ్రతను స్థిరంగా ఉంచుతుంది. ఇది ఉత్పత్తిని మెరుగ్గా చేసింది మరియు శక్తిని ఆదా చేసింది. చమురు శుద్ధి కర్మాగారంలో, P కంట్రోలర్ ఒత్తిడిని నియంత్రించడంలో సహాయపడింది మరియు మరిన్ని ఉత్పత్తిని తయారు చేసింది. ఈ రకం సులభం, కానీ మీరు ఇప్పటికీ స్థిర-స్థితి లోపాన్ని చూడవచ్చు. మీరు గెయిన్ను జాగ్రత్తగా ట్యూన్ చేయాలి. చాలా ఎక్కువ గెయిన్ విషయాలను అస్థిరంగా మారుస్తుంది.
ఉపయోగించడానికి సులభం మరియు సెటప్
సంక్లిష్టంగా లేని వ్యవస్థలకు ఉత్తమమైనది
స్థిర-స్థితి లోపాన్ని పరిష్కరించడానికి మీరు దీన్ని సర్దుబాటు చేయాల్సి రావచ్చు.
PI కంట్రోలర్
PI కంట్రోలర్ అంతర్భాగాన్ని జోడిస్తుంది. ఇది స్థిర-స్థితి లోపాన్ని తొలగించడంలో సహాయపడుతుంది. మీరు వేగం మరియు ఖచ్చితత్వం కోరుకున్నప్పుడు మీరు దీన్ని ఉపయోగిస్తారు. అధ్యయనాలు PI కంట్రోలర్లు త్వరిత ప్రతిస్పందన మరియు తక్కువ లోపాన్ని ఇస్తాయని చూపిస్తున్నాయి. కానీ మీరు కొంత ఓవర్షూట్ను చూడవచ్చు. DC మోటార్ డ్రైవ్లలో, PI కంట్రోలర్లు సాధారణం. అవి బలంగా మరియు ట్యూన్ చేయడం సులభం. వాటిని సెటప్ చేయడానికి మీరు సాధారణ నమూనాలను ఉపయోగించవచ్చు. మీకు ఇంకా మెరుగైన నియంత్రణ అవసరమైతే, మీరు పూర్తి పిడ్ కంట్రోలర్ను ప్రయత్నించవచ్చు.
చిట్కా: PI కంట్రోలర్లు చాలా ఫ్యాక్టరీ పనులకు మంచివి. మీరు వాటిని వేగం మరియు ఖచ్చితత్వం రెండింటికీ ట్యూన్ చేయవచ్చు.
PD కంట్రోలర్
PD కంట్రోలర్ అనుపాత మరియు ఉత్పన్న భాగాలను ఉపయోగిస్తుంది. ఇది మార్పులను ఊహించడానికి మరియు ఓవర్షూట్ను ఆపడానికి మీకు సహాయపడుతుంది. వేగవంతమైన చర్య మరియు తక్కువ ఆలస్యం అవసరమయ్యే వ్యవస్థలలో PD కంట్రోలర్లను ఉపయోగిస్తారు. ఉదాహరణకు, DC-DC బక్ కన్వర్టర్లో, PD కంట్రోలర్ ఆకస్మిక మార్పుల సమయంలో వోల్టేజ్ను స్థిరంగా ఉంచుతుంది. ఉపగ్రహాలలో, PD కంట్రోలర్లు వేగవంతమైన కదలికలకు సహాయపడతాయి మరియు సమస్యలను నిర్వహిస్తాయి. మీరు మెరుగైన స్థిరత్వాన్ని పొందుతారు, కానీ స్థిరమైన-స్థితి లోపం ఇప్పటికీ జరగవచ్చు.
పూర్తి PID కంట్రోలర్
A పూర్తి పిడ్ కంట్రోలర్ మూడు భాగాలను ఉపయోగిస్తుంది. ఇది మీకు వేగం, ఖచ్చితత్వం మరియు స్థిరత్వం యొక్క ఉత్తమ మిశ్రమాన్ని ఇస్తుంది. మీరు దీన్ని కఠినమైన లేదా ముఖ్యమైన పనుల కోసం ఉపయోగిస్తారు. ఎక్సోథర్మిక్ రియాక్టర్లలో, పూర్తి పిడ్ కంట్రోలర్ ఉష్ణోగ్రతను సురక్షితంగా ఉంచుతుంది మరియు చెడు ప్రతిచర్యలను ఆపుతుంది. దానిని బాగా ట్యూన్ చేయడానికి మీరు మీ ప్రక్రియను తెలుసుకోవాలి. దానిని ట్యూన్ చేయడంలో సహాయపడటానికి మీరు పరీక్షలు లేదా కంప్యూటర్ మోడళ్లను ఉపయోగించవచ్చు. అధునాతన ట్యూనింగ్ వివిధ రకాల ప్రక్రియలను నిర్వహించడానికి మీకు సహాయపడుతుంది మరియు నియంత్రికను బలంగా చేస్తుంది.
ఫ్యాక్టరీలు మరియు రోబోలు వంటి అనేక ప్రదేశాలలో పూర్తి పిడ్ కంట్రోలర్లను ఉపయోగిస్తారు.
ఆలస్యం అయ్యే లేదా చాలా మారే ప్రక్రియల కోసం మీరు ప్రత్యేక ట్యూనింగ్ను ఉపయోగించవచ్చు.
మీరు చిన్న మార్పులు చేసి, ఏమి జరుగుతుందో చూడటం ద్వారా కంట్రోలర్ను పరీక్షించవచ్చు.
అధునాతన రకాలు
కొన్ని వ్యవస్థలకు అధునాతన నియంత్రణ రకాలు అవసరం. క్యాస్కేడెడ్ పిడ్ కంట్రోలర్లు ఒక కంట్రోలర్ మరొకదాన్ని నిర్వహించడానికి అనుమతిస్తాయి. మీరు దీన్ని ఆవిరి ఉష్ణ వినిమాయకాలలో చూడవచ్చు. ఒక కంట్రోలర్ ఒత్తిడిని స్థిరంగా ఉంచుతుంది మరియు మరొకటి ఉష్ణోగ్రతను నియంత్రిస్తుంది. ఫీడ్ఫార్వర్డ్ నియంత్రణ సమస్య సంభవించే ముందు చర్య తీసుకోవడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. ప్రక్రియ మారుతున్నప్పుడు షెడ్యూలింగ్ మార్పుల సెట్టింగ్లను పొందండి. పవర్ ప్లాంట్లలో, మెరుగైన ఫలితాల కోసం మీరు పిడ్ను మోడల్ ప్రిడిక్టివ్ కంట్రోల్తో కలపవచ్చు. డిజిటల్ పిడ్ కంట్రోలర్లు అల్గోరిథంను అమలు చేయడానికి కంప్యూటర్లను ఉపయోగిస్తాయి. ఇది కొత్త లక్షణాలను మార్చడం మరియు జోడించడం సులభం చేస్తుంది.
అధునాతన PID రకం | మీరు దీన్ని ఎక్కడ ఉపయోగిస్తారు | బెనిఫిట్ |
|---|---|---|
క్యాస్కేడ్ నియంత్రణ | రోబోటిక్స్, ప్రక్రియ నియంత్రణ | మెరుగైన ఖచ్చితత్వం మరియు స్థిరత్వం |
ఫీడ్ఫార్వర్డ్ నియంత్రణ | ఉష్ణోగ్రత, చలన నియంత్రణ | మార్పులకు వేగవంతమైన ప్రతిస్పందన |
షెడ్యూలింగ్ పొందండి | నాన్ లీనియర్ ప్రక్రియలు | మారుతున్న పరిస్థితులకు అనుగుణంగా ఉంటుంది |
మోడల్ ప్రిడిక్టివ్ కంట్రోల్ | విద్యుత్ ఉత్పత్తి, పరిశ్రమ | లోపాలను అంచనా వేస్తుంది మరియు నివారిస్తుంది |
గమనిక: మీ ప్రక్రియకు ఏమి అవసరమో మరియు మీ లక్ష్యాలను చూడటం ద్వారా సరైన నియంత్రణ రకాన్ని ఎంచుకోండి.
PID అప్లికేషన్లు
పారిశ్రామిక అవసరాల
దాదాపు ప్రతి ఫ్యాక్టరీ పనిలోనూ పిడ్ కంట్రోలర్లను ఉపయోగిస్తారు. 90% కంటే ఎక్కువ పారిశ్రామిక కంట్రోలర్లు పిడ్ లేదా పిఐ నియంత్రణను ఉపయోగిస్తాయి. రసాయన కర్మాగారాలు మరియు శుద్ధి కర్మాగారాలలో ఉష్ణోగ్రత, పీడనం, ప్రవాహం మరియు స్థాయిని నిర్వహించడానికి మీరు పిడ్ను ఉపయోగిస్తారు. ఫీడ్బ్యాక్ వ్యవస్థ విషయాలను స్థిరంగా ఉంచడానికి మరియు బాగా పనిచేయడానికి సహాయపడుతుంది. ఫ్యాక్టరీలలో, పిడ్ లూప్లు మీ లక్ష్యాన్ని వేగంగా చేరుకోవడానికి మరియు లోపాలను చిన్నగా ఉంచడానికి మీకు సహాయపడతాయి. రైజ్ టైమ్, సెటిల్లింగ్ టైమ్ మరియు ఫిట్ స్కోర్ను చూడటం ద్వారా మీ పిడ్ ఎంత బాగా పనిచేస్తుందో మీరు తనిఖీ చేయవచ్చు.
మెట్రిక్ | వివరణ |
|---|---|
లేచే సమయము | నిర్దేశించిన స్థానానికి చేరుకోవడానికి ఎంత సమయం పడుతుంది. |
సమయాన్ని సెట్ చేస్తుంది | సెట్ పాయింట్ వద్ద ఉండటానికి ఎంత సమయం పడుతుంది. |
స్థిర స్థితి లోపం | సెట్ పాయింట్ మరియు తుది విలువ మధ్య వ్యత్యాసం. |
నిర్వహణ స్కోరు | మీరు కంట్రోలర్ను సరిచేయాలా లేదా మార్చాలా అని మీకు చెబుతుంది. |
ఫిట్ స్కోర్ | పిడ్ ట్యూనింగ్ విషయాలను ఎంత స్థిరంగా మరియు వేగంగా ఉంచుతుందో చూపిస్తుంది. |
పిడ్ కంట్రోలర్లు మంచివి ఎందుకంటే మీరు వాటిని వేర్వేరు ఉద్యోగాలకు మార్చవచ్చు. మీరు సిస్టమ్ గురించి ప్రతి వివరాలు తెలుసుకోవలసిన అవసరం లేదు. ఇది అనేక ఉపయోగాలకు పిడ్ను అగ్ర ఎంపికగా చేస్తుంది.
రోబోటిక్స్ మరియు ఆటోమేషన్
రోబోలు మరియు యంత్రాలలో పిడ్ కంట్రోలర్లు ముఖ్యమైనవి. DC మోటార్లు, రోబోట్ చేతులు మరియు CNC యంత్రాలు ఎంత వేగంగా మరియు ఎక్కడికి కదులుతాయో నియంత్రించడానికి మీరు పిడ్ను ఉపయోగిస్తారు. ప్రతి పనిలో, పిడ్ ఫీడ్బ్యాక్ రోబోట్ సజావుగా కదలడానికి మరియు ట్రాక్లో ఉండటానికి సహాయపడుతుంది. ఉదాహరణకు, పిడ్ రోబోట్ చేతిని లంబ కోణంలో ఉంచగలదు లేదా డ్రోన్ స్థిరమైన వేగంతో ఎగరడానికి సహాయపడుతుంది.
రోబోలు మార్గాలను బాగా అనుసరించడానికి మరియు లక్ష్యాన్ని దాటి ఎక్కువ కదలికను ఆపడానికి పిడ్ కంట్రోలర్లు సహాయపడతాయని అధ్యయనాలు చూపిస్తున్నాయి. మీరు కంట్రోలర్ను వేగంగా మరియు తక్కువ అస్థిరంగా ఉండేలా ట్యూన్ చేయవచ్చు. నిజమైన పరీక్షలలో, వేగం మరియు ఖచ్చితత్వం కోసం పిడ్ కంట్రోలర్లు ఇతర మార్గాల కంటే మెరుగ్గా పనిచేశాయి. మైక్రోకంట్రోలర్లతో పిడ్ను ఉపయోగించడం కూడా సులభం, కాబట్టి మీరు తక్కువ పనితో రోబోట్లు మరియు యంత్రాలను నిర్మించవచ్చు.
చిట్కా: మీరు సరళమైన లేదా అధునాతన రోబోట్లలో పిడ్ను ఉపయోగించవచ్చు. లోడ్ లేదా జాబ్ మారినప్పుడు కంట్రోలర్ మారుతుంది, కాబట్టి ఇది చాలా పనులకు పనిచేస్తుంది.
శక్తి మరియు శక్తి
పిడ్ కంట్రోలర్లు శక్తిని ఆదా చేయడంలో సహాయపడతాయి మరియు విద్యుత్ వ్యవస్థలు మెరుగ్గా పనిచేయడానికి సహాయపడతాయి. మీరు ఎయిర్ యూనిట్లలో ఉష్ణోగ్రత, ఎయిర్ సిస్టమ్లలో పీడనం మరియు మైక్రోగ్రిడ్లలో ఫ్రీక్వెన్సీ కోసం పిడ్ను ఉపయోగిస్తారు. ప్రతి పనిలో, పిడ్ విషయాలను స్థిరంగా ఉంచుతుంది మరియు తక్కువ శక్తిని ఉపయోగిస్తుంది.
ఒక ఔషధ కర్మాగారంలో జరిపిన ఒక అధ్యయనంలో ఉష్ణోగ్రతకు పిడ్ను ట్యూన్ చేయడం వల్ల 23.35% విద్యుత్ ఆదా అవుతుందని తేలింది. ఈ ప్రక్రియ లక్ష్యాన్ని వేగంగా చేరుకుంది మరియు తక్కువ శక్తిని ఉపయోగించింది. వాయు వ్యవస్థలలో, పిడ్ లక్ష్యానికి దగ్గరగా ఒత్తిడిని ఉంచింది మరియు శక్తిని ఆదా చేసింది. అనేక విద్యుత్ పనులలో శక్తి వినియోగాన్ని కొలవడానికి పిడ్ మంచి మార్గం.
పిడ్ కంట్రోలర్లు వేగం, ఉష్ణోగ్రత మరియు స్థిరత్వాన్ని నియంత్రించడానికి మీకు సులభమైన మార్గాన్ని అందిస్తాయి. అనేక ముఖ్యమైన పనులలో సహాయం చేయడానికి మీరు పిడ్ను విశ్వసించవచ్చు.
బ్రష్డ్ DC మోటార్ కంట్రోలర్లు
DC మోటార్ కంట్రోలర్ అవలోకనం
బ్రష్ చేసిన డిసి మోటారును నడపడానికి డిసి మోటార్ కంట్రోలర్ మీకు సహాయపడుతుంది. మోటారును ప్రారంభించడానికి లేదా ఆపడానికి మీరు దీన్ని ఉపయోగించవచ్చు. ఇది మోటారు ఏ విధంగా తిరుగుతుందో మార్చడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. మీరు మోటారును వేగంగా లేదా నెమ్మదిగా వెళ్లేలా చేయవచ్చు. కంట్రోలర్ మోటారు వేగం మరియు బలాన్ని మారుస్తుంది. చాలా కంట్రోలర్లు శక్తిని నియంత్రించడానికి పిడబ్ల్యుఎమ్ను ఉపయోగిస్తాయి. పిడబ్ల్యుఎమ్ అంటే పల్స్-విడ్త్ మాడ్యులేషన్. పిడబ్ల్యుఎమ్ను మార్చడం ద్వారా, మీరు మోటారును వేర్వేరు వేగంతో తిప్పవచ్చు. కంట్రోలర్ మోటారును చాలా వేడిగా లేదా విరిగిపోకుండా సురక్షితంగా ఉంచుతుంది.
బ్రష్డ్ డిసి మోటార్ కంట్రోలర్లో ముఖ్యమైన భాగాలు ఉంటాయి. ఇవి స్టేటర్, రోటర్ మరియు కమ్యుటేటర్. కంట్రోలర్ MOSFETలు అని పిలువబడే పవర్ స్విచ్లతో కూడిన H-బ్రిడ్జ్ సర్క్యూట్ను ఉపయోగిస్తుంది. ఇది మోటారు ద్వారా కరెంట్ సరైన మార్గంలో ప్రవహించడానికి సహాయపడుతుంది. మీరు ఈ కంట్రోలర్లను రోబోట్లు, ప్రింటర్లు మరియు CNC యంత్రాలలో చూస్తారు. అవి అనలాగ్ మరియు డిజిటల్ సిగ్నల్లతో పనిచేస్తాయి. పిడ్ వంటి స్మార్ట్ కంట్రోల్ పద్ధతులను అమలు చేయడానికి డిజిటల్ కంట్రోలర్ మైక్రోకంట్రోలర్లను ఉపయోగిస్తుంది.
కారక | వివరణ |
|---|---|
విధులు | ప్రారంభం/ఆపు, దిశ, వేగం, టార్క్, రక్షణ |
విద్యుత్ నియంత్రణ | లీనియర్ లేదా స్విచింగ్ (pwm) |
నియంత్రణ రకాలు | ఓపెన్-లూప్ లేదా క్లోజ్డ్-లూప్ (పిడ్తో) |
సర్క్యూట్ ఎలిమెంట్స్ | H-బ్రిడ్జ్, MOSFETలు, సెన్సార్లు |
అప్లికేషన్స్ | రోబోటిక్స్, CNC, ప్రింటర్లు, ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు |
నియంత్రణ పద్ధతులు
బ్రష్ చేసిన డిసి మోటారును నియంత్రించడానికి మీరు వివిధ మార్గాలను ఉపయోగించవచ్చు. అత్యంత సాధారణ మార్గం పిడబ్ల్యుఎం. కంట్రోలర్ మోటారుకు పిడబ్ల్యుఎం సిగ్నల్ను పంపుతుంది. ఇది సగటు వోల్టేజ్ను మారుస్తుంది మరియు అది ఎంత వేగంగా తిరుగుతుందో నియంత్రిస్తుంది. పల్స్-వెడల్పు మాడ్యులేషన్ మీకు మంచి నియంత్రణను ఇస్తుంది మరియు శక్తిని ఆదా చేస్తుంది. మీరు ఓపెన్-లూప్ నియంత్రణను ఉపయోగించవచ్చు. ఈ విధంగా, కంట్రోలర్ మోటారు యొక్క నిజమైన వేగాన్ని తనిఖీ చేయదు. మెరుగైన నియంత్రణ కోసం, మీరు పిడ్తో క్లోజ్డ్-లూప్ నియంత్రణను ఉపయోగిస్తారు. పిడ్ కంట్రోలర్ వేగాన్ని తనిఖీ చేస్తుంది, దానిని మీ లక్ష్యంతో పోలుస్తుంది మరియు వేగాన్ని స్థిరంగా ఉంచడానికి పిడబ్ల్యుఎంను మారుస్తుంది.
బ్రష్డ్ డిసి మోటార్ కంట్రోలర్లలో పిడ్ చాలా ముఖ్యమైనది. మీరు లోపాన్ని తగ్గించడానికి మరియు వేగాన్ని స్థిరంగా ఉంచడానికి పిడ్ను ఉపయోగిస్తారు. పార్టికల్ స్వార్మ్ ఆప్టిమైజేషన్ వంటి స్మార్ట్ పద్ధతులతో పిడ్ను ట్యూన్ చేయడం స్పీడ్ లూప్ను మరింత స్థిరంగా చేస్తుంది మరియు స్థిర-స్థితి లోపాన్ని తగ్గిస్తుందని అధ్యయనాలు చూపిస్తున్నాయి. MATLAB పరీక్షలు పిడ్ కంట్రోలర్లు స్పీడ్ కంట్రోల్ కోసం ఫజీ లాజిక్ కంట్రోలర్ల కంటే మెరుగ్గా పనిచేస్తాయని చూపిస్తున్నాయి. మోటారు పాతబడినప్పుడు లేదా విషయాలు మారినప్పుడు పిడ్ సెట్టింగ్లను మార్చడానికి మీరు సమయ శ్రేణి విశ్లేషణను కూడా ఉపయోగించవచ్చు. ఇది మీ కంట్రోలర్ను బలంగా చేస్తుంది.
మీరు బ్రష్ చేసిన డిసి మోటార్ కంట్రోలర్లు మరియు బ్రష్లెస్ డిసి మోటార్ కంట్రోలర్లను చూసినప్పుడు, మీకు పెద్ద తేడాలు కనిపిస్తాయి:
కారక | బ్రష్డ్ DC మోటార్ కంట్రోల్ | బ్రష్లెస్ DC మోటార్ నియంత్రణ |
|---|---|---|
మార్పిడి | మెకానికల్ (బ్రష్లు, కమ్యుటేటర్) | ఎలక్ట్రానిక్ (క్రియాశీల నియంత్రణ ఎలక్ట్రానిక్స్) |
డ్రైవ్ ఎలక్ట్రానిక్స్ | pwm తో సింపుల్ H-బ్రిడ్జి | మూడు-దశల వంతెన, అధునాతన కమ్యుటేషన్ |
అభిప్రాయం | అవసరం లేదు | అవసరం (హాల్ సెన్సార్లు లేదా వెనుక EMF) |
నియంత్రణ సంక్లిష్టత | తక్కువ | అధిక (మైక్రోకంట్రోలర్ లేదా DSP అవసరం) |
నిర్వహణ | బ్రష్లు అరిగిపోతాయి | తక్కువ దుస్తులు, తక్కువ నిర్వహణ |
ప్రదర్శన | ఎక్కువ శబ్దం, తక్కువ సామర్థ్యం | నిశ్శబ్దం, అధిక సామర్థ్యం |
మీరు సులభమైన మరియు చౌకైన పనుల కోసం బ్రష్డ్ డిసి మోటార్ కంట్రోలర్లను ఎంచుకుంటారు. మీరు నిశ్శబ్దంగా, సమర్థవంతంగా మరియు తక్కువ నిర్వహణ మోటార్లు కావాలనుకున్నప్పుడు బ్రష్లెస్ డిసి మోటార్ కంట్రోలర్లను ఉపయోగిస్తారు. రెండు రకాలు పిడబ్ల్యుఎం మరియు పిడ్ను ఉపయోగిస్తాయి, కానీ నియంత్రణ మరియు సెటప్ భిన్నంగా ఉంటాయి. సరైన కంట్రోలర్ మరియు ట్యూనింగ్తో, మీరు మీ బ్రష్డ్ డిసి మోటార్ యొక్క వేగం మరియు బలాన్ని బాగా నియంత్రించవచ్చు.
నిజ జీవిత అమలు
ప్రాక్టికల్ చిట్కాలు
మీరు పనిచేసే దశలను అనుసరిస్తే పిడ్ కంట్రోలర్లతో మంచి ఫలితాలను పొందవచ్చు. ముందుగా, మీ సిస్టమ్ గురించి తెలుసుకోండి. ఓపెన్-లూప్ పరీక్ష చేయండి. కంట్రోలర్ అవుట్పుట్ను కొద్దిగా మార్చండి మరియు ఏమి జరుగుతుందో చూడండి. ప్రక్రియ స్పందించడానికి ఎంత సమయం పడుతుందో చూడండి. డెడ్ టైమ్ మరియు విషయాలు ఎంత వేగంగా మారతాయో రాయండి. మీ పిడ్ సెట్టింగ్లను గుర్తించడానికి ఈ సంఖ్యలను ఉపయోగించండి. జీగ్లర్-నికోల్స్ పద్ధతి మీకు ప్రారంభ విలువలను ఇస్తుంది. ఒకేసారి ఒక సెట్టింగ్ను మార్చండి. సిస్టమ్ ఎలా పనిచేస్తుందో చూడండి. చిన్న మార్పులు చేయండి మరియు విషయాలు స్థిరంగా ఉన్నాయో లేదో తనిఖీ చేయండి.
చిట్కా: ఒకేసారి ఒక సెట్టింగ్ను మాత్రమే మార్చండి. ఇది ప్రతి మార్పు ఏమి చేస్తుందో చూడటానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.
కంట్రోలర్ను వేగంగా ట్యూన్ చేయడానికి మీరు ప్రత్యేక సాధనాలను ఉపయోగించవచ్చు. ఈ సాధనాలు పిడ్ సెట్టింగ్లను ఎంచుకోవడానికి నియమాలు లేదా నమూనాలను ఉపయోగిస్తాయి. ఉత్తమ ఫలితాల కోసం, ఈ సాధనాలను మరియు మీ స్వంత జ్ఞానాన్ని కలిపి ఉపయోగించండి. మీ నియంత్రణ లూప్ను తరచుగా తనిఖీ చేయండి. నమూనాలు లేదా ఆకస్మిక మార్పుల కోసం చూడండి. సమస్యలను ముందుగానే కనుగొనడానికి చార్ట్లను ఉపయోగించండి.
ఇక్కడ కొన్ని నిజ జీవిత ఉదాహరణలు ఉన్నాయి:
రోబోట్లలో, పిడ్ కంట్రోలర్లు చేతులు మరియు గ్రిప్పర్లను ఖచ్చితంగా కదిలించడంలో సహాయపడతాయి. కీళ్ళు ఎలా కదులుతాయో మీరు నియంత్రించవచ్చు మరియు చర్యలను పునరావృతం చేయవచ్చు.
కార్లలో, పిడ్ మిమ్మల్ని సురక్షితంగా ఉంచుతుంది. యాంటీ-లాక్ బ్రేక్లు బ్రేక్ ఒత్తిడిని మార్చడానికి మరియు చక్రాలు లాక్ కాకుండా ఆపడానికి పిడ్ను ఉపయోగిస్తాయి.
కర్మాగారాల్లో, పిడ్ ఉష్ణోగ్రత, పీడనం మరియు ప్రవాహాన్ని నియంత్రిస్తుంది. ఇది ఉత్పత్తులను ఒకే విధంగా మరియు సురక్షితంగా ఉంచుతుంది.
సాధారణ సవాళ్లు
పిడ్ కంట్రోలర్లను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు మీకు సమస్యలు ఉండవచ్చు. కొన్నిసార్లు, మీ సిస్టమ్ గురించి మీకు తగినంత తెలియదు. దీని వలన పిడ్ చెడుగా పని చేయవచ్చు. ట్యూనింగ్ చేసే ముందు ఎల్లప్పుడూ మీ సిస్టమ్ గురించి తెలుసుకోండి. చెడు ట్యూనింగ్ సిస్టమ్ స్వింగ్ అయ్యేలా చేస్తుంది లేదా నెమ్మదిగా స్పందించేలా చేస్తుంది. మీరు స్థిర-స్థితి లోపాన్ని చూసినట్లయితే, సమగ్ర గెయిన్ను పెంచడానికి ప్రయత్నించండి. చాలా ఎక్కువ డెరివేటివ్ గెయిన్ శబ్దాన్ని మరింత దిగజార్చవచ్చు. దీనికి సహాయపడటానికి ఫిల్టర్లను ఉపయోగించండి.
ఛాలెంజ్ | ప్రభావం | సొల్యూషన్ |
|---|---|---|
ప్రక్రియల పరిజ్ఞానం సరిగా లేకపోవడం | చెడు పిడ్ పనితీరు | ప్రక్రియను అధ్యయనం చేయండి |
తప్పు ట్యూనింగ్ | ఊగడం, నెమ్మదిగా లేదా లక్ష్యం నుండి దూరంగా ఉండటం | పిడ్ లాభాలను మార్చండి, మళ్ళీ ట్యూన్ చేయండి |
నాన్-లీనియారిటీలు | స్థిరంగా లేని లేదా వింతగా ఉండే నియంత్రణ | అధునాతన నియంత్రణను ప్రయత్నించండి |
శబ్ద విస్తరణ | అవుట్పుట్ వణుకుతూ లేదా ధ్వనించేలా ఉంది | ఫిల్టర్లను ఉపయోగించండి, తక్కువ ఉత్పన్నం |
మీ డేటాను తనిఖీ చేయడం మరియు పిడ్ లాభాలను ట్యూన్ చేయడం ద్వారా మీరు చాలా సమస్యలను పరిష్కరించవచ్చు. తప్పు ఏమిటో తెలుసుకోవడానికి సాధనాలను ఉపయోగించండి. తప్పులను నివారించడానికి నిర్వహణ మరియు శిక్షణను కొనసాగించండి. నిజ జీవితంలో, మీరు కొత్త మార్గాల్లో మారే లేదా పనిచేసే వ్యవస్థలను చూడవచ్చు. అడాప్టివ్ పిడ్ లేదా మోడల్ ప్రిడిక్టివ్ కంట్రోల్ ఈ సందర్భాలలో సహాయపడుతుంది.
గమనిక: మీరు వాటిని జాగ్రత్తగా ట్యూన్ చేసినప్పుడు, తరచుగా తనిఖీ చేసినప్పుడు మరియు మీ సిస్టమ్ గురించి బాగా తెలుసుకున్నప్పుడు పిడ్ కంట్రోలర్లు ఉత్తమంగా పనిచేస్తాయి.
ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు
ప్రయోజనాలు
మీ సిస్టమ్లో కంట్రోలర్లు మీకు చాలా మంచి విషయాలను అందిస్తాయి. అవి మీ లక్ష్యాన్ని వేగంగా చేరుకోవడంలో మీకు సహాయపడతాయి. అవి మీ ప్రక్రియను స్థిరంగా మరియు సురక్షితంగా ఉంచుతాయి. కంట్రోలర్లు అవుట్పుట్ను తనిఖీ చేసి వెంటనే మార్పులు చేస్తాయి. పరిస్థితులు మారినప్పటికీ, ఇది మీ సిస్టమ్ ట్రాక్లో ఉండటానికి సహాయపడుతుంది. మీ ప్రక్రియ గురించి ప్రతి చిన్న వివరాలు మీరు తెలుసుకోవలసిన అవసరం లేదు. మీరు వేర్వేరు పనుల కోసం ఒకే కంట్రోలర్ను ఉపయోగించవచ్చు. ఇది మీ సమయాన్ని మరియు పనిని ఆదా చేస్తుంది.
ఇక్కడ కొన్ని ప్రధాన ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి:
మీరు ఉష్ణోగ్రత, వేగం మరియు ప్రవాహానికి మెరుగైన ఖచ్చితత్వాన్ని పొందుతారు.
మీ ప్రక్రియ మరింత స్థిరంగా మరియు తక్కువ అస్థిరంగా మారుతుంది.
మీరు అనేక వ్యవస్థలలో ఒక కంట్రోలర్ డిజైన్ను ఉపయోగించవచ్చు.
ప్రతి పనికి మీకు కొత్త కంట్రోలర్ అవసరం లేదు కాబట్టి మీరు సమయాన్ని ఆదా చేస్తారు.
మీరు ఎక్కువ అదనపు శ్రమ లేకుండానే మంచి ఫలితాలను పొందుతారు.
చిట్కా: మీ కంట్రోలర్ను ట్యూన్ చేయడం వలన మీ సిస్టమ్కు ఉత్తమ ఖచ్చితత్వం లభిస్తుంది.
పరిమితులు
కంట్రోలర్లు కూడా మీరు తెలుసుకోవలసిన కొన్ని సమస్యలను కలిగి ఉంటాయి. కొన్నిసార్లు, కంట్రోలర్ ప్రతి సమస్యను పరిష్కరించలేకపోవచ్చు. మీ ప్రక్రియ చాలా మారితే, మీరు తరచుగా సెట్టింగ్లను మార్చాల్సి రావచ్చు. మీ సిస్టమ్లోని శబ్దం ఖచ్చితమైనదిగా ఉండటం కష్టతరం చేస్తుంది. కొన్ని కంట్రోలర్లకు జాగ్రత్తగా ట్యూనింగ్ అవసరం లేదా అవి మీ సిస్టమ్ను ఊగడానికి లేదా నెమ్మదిగా కదిలించడానికి కారణం కావచ్చు.
సాధారణ సమస్యల కోసం ఈ పట్టికను తనిఖీ చేయండి:
పరిమితి | డిజైన్పై ప్రభావం |
|---|---|
ట్యూనింగ్ అవసరం | ఏర్పాటు చేయడానికి సమయం పడుతుంది |
శబ్దానికి సున్నితంగా ఉంటుంది | ఖచ్చితత్వాన్ని తగ్గించవచ్చు |
అన్ని వ్యవస్థలకు మంచిది కాదు | ప్రతి డిజైన్కి సరిపోకపోవచ్చు |
ఓవర్షూట్కు కారణం కావచ్చు | ఖచ్చితత్వం దెబ్బతినవచ్చు |
క్రమం తప్పకుండా తనిఖీలు అవసరం | మీ డిజైన్కు పనిని జోడిస్తుంది |
గమనిక: మీ నిజమైన సిస్టమ్లో మీ కంట్రోలర్ను ఎల్లప్పుడూ పరీక్షించండి. ఇది మీకు కావలసిన ఖచ్చితత్వం మరియు స్థిరత్వాన్ని పొందడానికి మీకు సహాయపడుతుంది.
PID కి ప్రత్యామ్నాయాలు
ఆన్-ఆఫ్ కంట్రోల్
ఒక ప్రక్రియను సెట్పాయింట్కు దగ్గరగా ఉంచడానికి మీకు సులభమైన మార్గం అవసరమైనప్పుడు మీరు ఆన్-ఆఫ్ నియంత్రణను ఉపయోగించవచ్చు. ఈ పద్ధతి లైట్ స్విచ్ లాగా అవుట్పుట్ను పూర్తిగా ఆన్ లేదా ఆఫ్ చేస్తుంది. ఉదాహరణకు, ఇంటి థర్మోస్టాట్ గది చల్లగా ఉన్నప్పుడు హీటర్ను ఆన్ చేయడానికి మరియు తగినంత వెచ్చగా ఉన్నప్పుడు ఆఫ్ చేయడానికి ఆన్-ఆఫ్ నియంత్రణను ఉపయోగిస్తుంది. ఈ పద్ధతితో మీరు సున్నితమైన మార్పులను పొందలేరు. ఈ ప్రక్రియ తరచుగా సెట్పాయింట్ పైన మరియు క్రిందకు మారుతుంది.
చిట్కా: అధిక ఖచ్చితత్వం అవసరం లేని వ్యవస్థలకు ఆన్-ఆఫ్ నియంత్రణ ఉత్తమంగా పనిచేస్తుంది.
ప్రోస్:
ఏర్పాటు సులభం
ట్యూనింగ్ అవసరం లేదు
తక్కువ ధర
కాన్స్:
డోలనానికి కారణమవుతుంది
ఖచ్చితమైన నియంత్రణకు మంచిది కాదు
మసక లాజిక్
మసక లాజిక్ నియంత్రణ అనేది నమూనా చేయడానికి కష్టతరమైన వ్యవస్థలను నిర్వహించడానికి మీకు ఒక మార్గాన్ని అందిస్తుంది. మీరు గణితం ఆధారంగా కాకుండా మానవ ఆలోచన ఆధారంగా నియమాలను ఉపయోగిస్తారు. ఉదాహరణకు, మీరు "ఉష్ణోగ్రత కొంచెం ఎక్కువగా ఉంటే, వేడిని కొంచెం తగ్గించండి" వంటి నియమాన్ని సెట్ చేయవచ్చు. మీరు సాధారణ సమీకరణాలతో ప్రక్రియను వివరించలేనప్పుడు మసక లాజిక్ బాగా పనిచేస్తుంది.
ఫీచర్ | అస్పష్టమైన లాజిక్ కంట్రోల్ | PID నియంత్రణ |
|---|---|---|
సెటప్ | ఉపయోగ నియమాలు | గణిత పదాలను ఉపయోగిస్తుంది |
వశ్యత | చాలా ఎక్కువ | మీడియం |
ట్యూనింగ్ | నిపుణుల ఇన్పుట్ అవసరం | సూత్రాలను ఉపయోగిస్తుంది |
గమనిక: కొన్ని సందర్భాల్లో PID కంటే ఫజీ లాజిక్ శబ్దం మరియు మార్పులను బాగా నిర్వహించగలదు.
అధునాతన నియంత్రణ
సంక్లిష్ట వ్యవస్థల కోసం మీరు అధునాతన నియంత్రణ పద్ధతులను ఉపయోగించవచ్చు. వీటిలో మోడల్ ప్రిడిక్టివ్ కంట్రోల్ (MPC), అడాప్టివ్ కంట్రోల్ మరియు న్యూరల్ నెట్వర్క్లు ఉన్నాయి. MPC భవిష్యత్తులో మార్పులను అంచనా వేస్తుంది మరియు సమస్యలు సంభవించే ముందు నియంత్రణ సిగ్నల్ను సర్దుబాటు చేస్తుంది. సిస్టమ్ మారినప్పుడు అడాప్టివ్ కంట్రోల్ దాని సెట్టింగ్లను మారుస్తుంది. న్యూరల్ నెట్వర్క్లు డేటా నుండి నేర్చుకుంటాయి మరియు కాలక్రమేణా మెరుగుపడతాయి.
Example:
MPC controls a chemical plant by predicting how the process will react.
It adjusts the valves before the process drifts away from the setpoint.
మీకు అధిక పనితీరు అవసరమైనప్పుడు లేదా మీ సిస్టమ్ చాలా మారినప్పుడు మీరు అధునాతన నియంత్రణను ఎంచుకోవాలి. ఈ పద్ధతులకు ఎక్కువ సెటప్ మరియు కంప్యూటర్ శక్తి అవసరం, కానీ అవి మీకు PID కంటే మెరుగైన ఫలితాలను ఇవ్వగలవు.
నియంత్రణ వ్యవస్థలలో PID కంట్రోలర్లు చాలా ముఖ్యమైనవి. మీరు వాటిని కర్మాగారాలు, రోబోలు, కార్లు మరియు విద్యుత్ ప్లాంట్లలో కనుగొంటారు. కంట్రోలర్లోని ప్రతి భాగానికి ఒక పని ఉంటుంది. అవి ఎలా పనిచేస్తాయో మీకు తెలిస్తే, మీరు మీ కంట్రోలర్ను మెరుగుపరచవచ్చు. PID కంట్రోలర్లు వ్యవస్థలు స్థిరంగా ఉండటానికి మరియు తక్కువ శక్తిని ఉపయోగించుకోవడానికి సహాయపడతాయని అధ్యయనాలు చూపిస్తున్నాయి. అవి పనులు వేగంగా పని చేసేలా కూడా చేస్తాయి. మీరు ఇతర నియంత్రణ పద్ధతులు, ఫజ్జీ లాజిక్ లేదా న్యూరల్ నెట్వర్క్ల వంటివి, ఏది ఉత్తమంగా పనిచేస్తుందో చూడటానికి. మీరు మీ కంట్రోలర్ను ట్యూన్ చేసి తరచుగా తనిఖీ చేస్తే, మీ సిస్టమ్ బాగా పనిచేస్తుంది.
తరచూ అడిగే ప్రశ్నలు (FAQ)
PID అంటే ఏమిటి?
PID అంటే ప్రొపోర్షనల్, ఇంటిగ్రల్ మరియు డెరివేటివ్. ఒక వ్యవస్థ లోపాలకు ఎలా స్పందిస్తుందో నియంత్రించడానికి మీరు ఈ మూడు పదాలను ఉపయోగిస్తారు. ప్రతి భాగం మీ ప్రక్రియను మీ లక్ష్యానికి దగ్గరగా ఉంచడంలో మీకు సహాయపడుతుంది.
మీరు PID కంట్రోలర్ను ఎలా ట్యూన్ చేస్తారు?
మీరు P, I మరియు D విలువలను మార్చడం ద్వారా PID కంట్రోలర్ను ట్యూన్ చేయవచ్చు. చిన్న మార్పులతో ప్రారంభించండి. మీ సిస్టమ్ ఎలా స్పందిస్తుందో చూడండి. మంచి ప్రారంభ స్థానం కోసం Ziegler-Nichols వంటి పద్ధతులను ఉపయోగించండి.
చిట్కా: ఉత్తమ ఫలితాల కోసం ఒకేసారి ఒక సెట్టింగ్ను మార్చండి.
మీరు PID కంట్రోలర్లను ఎక్కడ ఉపయోగిస్తారు?
మీరు చాలా చోట్ల PID కంట్రోలర్లను ఉపయోగిస్తారు. మీరు వాటిని కర్మాగారాలు, రోబోలు, కార్లు మరియు విద్యుత్ ప్లాంట్లలో కనుగొంటారు. అవి ఉష్ణోగ్రత, వేగం, పీడనం మరియు ప్రవాహాన్ని నియంత్రించడంలో మీకు సహాయపడతాయి.
అప్లికేషన్ | ఉదాహరణ |
|---|---|
రోబోటిక్స్ | మోటార్ వేగం నియంత్రణ |
ఇండస్ట్రీ | ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ |
పవర్ సిస్టమ్స్ | ఫ్రీక్వెన్సీ నియంత్రణ |
నా PID కంట్రోలర్ డోలనానికి ఎందుకు కారణమవుతుంది?
లాభం చాలా ఎక్కువగా ఉంటే మీ PID కంట్రోలర్ డోలనానికి కారణం కావచ్చు. మీరు అనుపాత లేదా సమగ్ర లాభం తగ్గించాలి. మీ సిస్టమ్లో శబ్దం కోసం తనిఖీ చేయండి. అవసరమైతే ఫిల్టర్లను ఉపయోగించండి.
నాన్-లీనియర్ సిస్టమ్స్ కోసం మీరు PIDని ఉపయోగించవచ్చా?
మీరు కొన్ని నాన్-లీనియర్ సిస్టమ్లకు PIDని ఉపయోగించవచ్చు, కానీ అది అన్నింటికీ బాగా పనిచేయకపోవచ్చు. సంక్లిష్టమైన సిస్టమ్ల కోసం, ఫజ్జీ లాజిక్ లేదా మోడల్ ప్రిడిక్టివ్ కంట్రోల్ వంటి అధునాతన నియంత్రణ పద్ధతులను ప్రయత్నించండి.
