محاكاة تحكم في درجة الحرارة PID

لقد بحثت عن مقالات حول هذا المورد حول موضوع وحدات تحكم PID. مقالات كثيرة. ومع شرح لمبادئ تشغيل مثل هذه الهيئات التنظيمية. ومع خوارزميات لاختيار المعلمات. ومع التنفيذ على قطع محددة من الحديد والبرامج. لم أر شيئًا واحدًا - محاكاة وحدات تحكم PID في النماذج حتى يتمكن المستخدم ، دون استخدام أي مكواة ، من "الشعور" بتشغيل وحدة تحكم PID.

للقيام بذلك ، تم إنشاء نموذج حصيرة لعنصر التدفئة مع جهاز استشعار درجة الحرارة وجهاز تحكم PID (بالطبع ، مع مجموعة من التبسيط ، ولكن دون التضحية بالواقعية). يتم تنفيذ ذلك في Excel العادي. حتى يتمكن أي مستخدم من "تحريف" المعلمات الافتراضية بنفسه ، ومعرفة ما يأتي منها. في الواقع ، لقد فعلت هذا النموذج في وقتي لمجرد "لمس" عملية التحكم PID بيدي.

يحتوي النموذج نفسه على المعلمات التالية:

• Kf القصور الذاتي للجسم الساخن (الكتلة ، يدق. الحرارة النوعية ، العزل)
• درجة الحرارة المحيطة °
• درجة حرارة الجسم الأولية ° C

يحتوي جهاز التحكم PID على المعلمات التالية:

• درجة الحرارة المستهدفة ° C
• معامل. أثر نسبي
• معامل. التعرض التفاضلي
• معامل. تأثير متكامل
• القيمة القصوى لعمل التحكم
• إجمالي الكسب (إذا كان 0 ، ثم لا يعمل المنظم والسخان)

مزيد من الصور.

1. قم أولاً بإيقاف تشغيل التحكم PID وتأكد من أن النموذج مناسب.

نحدد درجة حرارة الجسم والبيئة متساوية ونتأكد على الرسم البياني من أن درجة الحرارة مستقرة:



الآن نقوم بضبط درجة حرارة الجسم فوق درجة الحرارة المحيطة ، ويتم إعادة بناء الرسم البياني ونرى أن درجة حرارة الجسم تقترب بشكل كبير من درجة الحرارة المحيطة.



الشيء نفسه ، ولكن الآن درجة حرارة الجسم أقل من درجة الحرارة المحيطة.



نقوم بتقليل معامل القصور الذاتي ونرى أن درجة حرارة الجسم تميل إلى البيئة بشكل أسرع.



نقوم بزيادة معامل القصور الذاتي ونرى أن درجة حرارة الجسم تميل إلى البيئة بشكل أبطأ.



الآن قم بتشغيل التدفئة (ولكن ليس وحدة تحكم PID!). للقيام بذلك ، في عمود التحكم "قم بتشغيل" مرتين "التدفئة" - من 0 إلى 2 وحدة زمنية لـ "الطاقة" = 20 ، ومن 11 إلى 12 وحدة زمنية لـ "الطاقة" = 10. على الرسم البياني ، نلاحظ رد فعل مناسب.



الآن "نشغل" "التسخين" المستمر إلى "الطاقة" 10. نرى أن درجة حرارة الجسم ترتفع ، ولكن إلى حد معين - "القوة" ليست كافية.



2. الآن "قم بتشغيل" وحدة تحكم PID ، وانظر كيف ستنظم درجة الحرارة.

قم بتعيين درجة الحرارة المستهدفة إلى 100 درجة مئوية و Kp = 1 ، Kd = 1 ، Ki = 0.1. قم



بزيادة Ki إلى 1 ، ولاحظ أن هذا ليس مفيدًا تمامًا في هذه الحالة.



الآن نزيل المكون المتكامل Ki ونرى - الآن التعديل لا يصل إلى 100 درجة - هناك القليل من "القوة" بدون المكون المتكامل.



دعنا نزيد K و / أو Kp - الآن "القوة" كانت كافية ، ولكن بدون مكون متكامل تذبذب عالي التردد نشأ.



حسنا وهلم جرا.

رابط الملف. من يهتم - العب.