ساخت کنترلر دما PID فازی با AVR [آموزشی]

[Mahdi.Faani]

پاسخ : پاسخ : ساخت کنترلر دما PID فازی با AVR --- آموزشی ---

دعا که میاد
ولی فرهنگ دچار نزول شده که کمی انگشتشونو روی دکمه تشکر فشار نمیدن
و همین میشه که شما شاید احساس کنید که مخاطب نداره
اما من معمولا از مطالب قبل استفاده میکنم که مال سال های قبل
و تشکر هم میکنم حتی اگر موضوع مال 5 سال پیش بشه چه فرقی میکنه
مهم این یادگاری شماست


با تشکر از شما

سلام خدمت شما...تازه پست شما رو دیدم...شاید یکی از دلایل سرد شدنم همین مورد باشه...من توقع تشکر ندارم...حداقل پست بزارند تا بدونم مخاطب داره...
الان که خونه نیستم ولی در اسرع وقت که برگشتم بحث ها رو ادامه میدیم...
با تشکر...

[Mahdi.Faani]

پاسخ : ساخت کنترلر دما PID فازی با AVR --- آموزشی ---

سلام. چند سوال

اولا
منظور از قطب های سیستم چیه که گفتید؟
سوال دوم:
گفتید:
فرض کنید یک تابع تبدیل فرایند را به صورت اختیاری و درجه 2 فرض کرده ایم :

سوال من این است که آیا تابع فرآیند را ما تعیین می کنیم؟و یا باید از سیستم فیدبک بگیریم؟با توجه به اینکه فیدبک سیستم وابسته به همین ضریب هایی است که ما تعیین می کنیم پس آیا این به این معناست که در ابتدا باید با ضرایبی دلخواه رفتار سیستم بررسی شود؟

و سوال بعدی اینکه اگر نتوانیم ضابطه تابع تبدیل را بدست بیاوریم چه کنیم؟

در ضمن خیلی از مطالب گفته شده تشکر می کنم و لازم می دونم که بگم با این پستی که زدید و سوالاتی که جواب دادید ابهامات دو پست قبلی به طور بسیار زیادی حل شد.

ببخشید من الان خونه نیستم و به محض اینکه برگردم در مورد قطب و صفر سیستم هم توضیح کاملی رو میذارم تا ابهامات برطرف بشه...شرمنده دوست من... :redface:

[mehrdad_416]

پاسخ : ساخت کنترلر دما PID فازی با AVR --- آموزشی ---

سلام مهندس جان من به شخصه مشتاق ادامه آموزش شما هستم.

[taktrashe]

پاسخ : ساخت کنترلر دما PID فازی با AVR --- آموزشی ---

وقت بخیر

با تشکر از دوستان ، مشتاق ادامه مطالب بخصوص قسمتهای بررسی مدارات عملی هستم .

[sahel2013]

پاسخ : ساخت کنترلر دما PID فازی با AVR --- آموزشی ---

وقت بخیر

با تشکر از دوستان ، مشتاق ادامه مطالب بخصوص قسمتهای بررسی مدارات عملی هستم .

سلام مهندس جان من به شخصه مشتاق ادامه آموزش شما هستم.

ایشون در تعطیلات نوروز هستند گویا
و دیگه نزدیک حضور پیدا کنند

و اگر سوالی از کامنت های قبل دارید بپرسید تا مطالب روشن تر بشن

[Mahdi.Faani]

پاسخ : ساخت کنترلر دما PID فازی با AVR --- آموزشی ---

دوستان شرمنده تازه برگشتم خونه...ایشالا از فردا ادامه میدیم...
درضمن آقای دیجت(اسمتونو نمیدونم) شما خودت استاد مایی....نگو این حرفارو :redface:

[Mahdi.Faani]

پاسخ : ساخت کنترلر دما PID فازی با AVR --- آموزشی ---

منظور از قطب های سیستم چیه که گفتید؟

آقا معذرت اگه دیر شد...
بحث صفر و قطب خیلی بحث طولانی هستش و فهمش کمی سخته...چون از حوزه زمان وارد حوزه فرکانس میشیم...مخصوصا وقتی وارد حوزه لاپلاس میشیم...اصلا تا به حال فکر کردید که تبدیل لاپلاس چطور عمل میکنه؟من که خیلی فکر کردم ولی به نتیجه نرسیدم! حتی از استاد ماشین هم پرسیدم گفت باور کن یه زمانی از دغدغه های من همین بود که آخرش هم نفهمیدم چجوریه!
حالا باز تبدیلات دیگه مثل تبدیل فوریه قابل فهم و درک هستش...میشه فهمید طرز کارش چطوریه ولی تبدیل لاپلاس! (دم آقای لاپلاس گرم که تونسته همچین چیزی رو کشف کنه!)

خب از بحث منحرف نشیم...
صفر و قطب در سیستم هایی که پیوسته عمل میکنند در حوزه لاپلاس معنا پیدا میکنه و برای سیستم های دیجیتال باید سراغ تبدیل Z بریم که از مباحث کنترل دیجیتال هستش و این ترم درسشو میگذرونیم و هنوز اطلاعاتی در موردش ندارم(چون از اول ترم هنوز دانشگاه نرفتم! :mrgreen

فقط میتونم بگم که وقتی شما تابع تبدیل یک سیستم رو بررسی میکنید میتونید ریشه هایی در صورت وریشه هایی در مخرج (البته در صورت وجود) پیدا کنید....
خب این ریشه های چه معنی دارند ؟؟؟

در مورد صفر : وقتی شما بتونید تابع تبدیل یک سیستم رو به ازای یک فرکانس(های) خاص صفر کنید به چه چیزی میرسید؟؟؟؟خب این فرکانس ها چه معنی رو برای ما تداعی میکنند؟چرا اهمیت دارند؟
در این فرکانس ها دامنه خروجی سیستم با دامنه ورودی اون برابر میشه(ببینید صفر در حوزه فرکانس هست و ما داریم از حوزه زمان صحبت میکنیم)...مثلا اگه بتونید تابع تبدیل مجموعه یک کنترلر و فرایند رو به دست بیارید و صفر(های) اون رو پیدا کنید ، به فرکانس هایی دست یافته اید که در اون فرکانس ها خروجی مطلوب شما حاصل شده...(فکر کنم نتونستم خوب توضیح بدم! :NO

در مورد قطب : اگر بتونید قطب(هایی) پیدا کنید یعنی به فرکانس هایی رسیده اید که در اون فرکانس ها خروجی سیستم ماکزیمم است(ببینید درسته که تابع تبدیل به ازای اون فرکانس بینهایت میشه ولی باز هم این نکته رو یادآور میشم که اون مقدار بینهایت در حوزه فرکانس هست و مقدار ماکزیمم در حوزه زمان!)

خب حالا فرض کنید که تابع تبدیل یک سیستم رو پیدا کردید...میتونیم اونو رسمش کنیم(رسم کردن یک تابع تبدیل یکی از مباحث درس کنترل خطی به نام مکان هندسی ریشه ها هستش که خیلی طولانی و سخت هم هست!!!)...محل ریشه های مخرج یا همون قطب ها رو پیدا میکنیم....

(معمولا توی رسم ها قطب رو با X و صفر رو با O نشون میدهند)

خوب به شکل دقت کنید

اگر تمام قطب ها در سمت چپ محور عمودی باشند یعنی اینکه سیستم به ازای تمام فرکانس ها پایدار هست

اگر یک یا چند تا از قطب ها روی محور عمودی قرار بگیرند یعنی اینکه سیستم به ازای اون فرکانس ها حالت نوسانی پیدا میکنه

و در نهایت اگه یک یا چند تا از قطب ها در سمت راست محور قرار بگیرند یعنی اینکه سیستم در اون فرکانس ها ناپایدار میشه

نمیدونم تونستم مطلب رو درست بیان کنم یا نه...

اگه مشتاق هستید در این مورد میتونید PDF زیر رو مطالعه کنید :

لینک دانلود

[Mahdi.Faani]

پاسخ : ساخت کنترلر دما PID فازی با AVR --- آموزشی ---

آیا تابع فرآیند را ما تعیین می کنیم؟

تابع فرایند رو خود فرایند تعیین میکنه! :mrgreen:

اینکه چه تابعی رو انتخاب کنیم واقعا کار دشواریه...چون سیستم های واقعی از مرتبه های بالاتری هستند....فقط میتونیم تقریب بزنیم!میدونیم که سیستم های حرارتی محض از نوع مرتبه اول هستند...حالا دلیل نمیشه که یه اتاق که یه هیتر داخلش هست دقیقا مرتبه اول باشه...ممکنه تاخیر دار باشه و هزار ممکن دیگه....ما فقط میتونیم تقریب بزینم و از بعضی چیزا صرف نظر کنیم که البته اینکار دقت کنترلر رو پایین میاره....دلیل استفاده از منطق فازی هم همین جبران بی دقتی هاست که بحث بسیار شیرینی هست..ایشالا زودتر به اونجا هم برسیم....

یا باید از سیستم فیدبک بگیریم؟

فیدبک گرفتن از سیستم واسه اندازه گیری متغیر خروجی هستش...با فیدبک گرفتن اطلاعات خاصی بدست نمیاد...اینکه با فیدبک گرفتن تابع تبدیل یا چیزهای دیگه رو پیدا کنیم تصور اشتباهی هستش...

با توجه به اینکه فیدبک سیستم وابسته به همین ضریب هایی است که ما تعیین می کنیم پس آیا این به این معناست که در ابتدا باید با ضرایبی دلخواه رفتار سیستم بررسی شود؟

سوال خیلی خوبی پرسیدید...شاید من باید این مورد رو توضیح میدادم..خوب شد گفتید...

کنترلر های PID با ضرایب ثابت که به Classical PID COntrollers معروف هستند ضرایب ثابتی دارند...در طول پروسه کنترل ضرایب تغییر نمیکنند....پس هدف ما در این بخش پیدا کردن بهینه ترین ضرایب هست نه انتخاب یک ضریب دلخواه(باز هم جا داره که به کنترلر فازی اشاره کنم که در اونجا کنترلر به طور هوشمند ضرایب رو تغییر میده تا بهترین پاسخ رو دریافت کنه)...

[afsorde_bi_id]

پاسخ : ساخت کنترلر دما PID فازی با AVR --- آموزشی ---

اقا خوشحال میشیم آموزش ها رو ادامه بدین . . .

[Mahdi.Faani]

پاسخ : ساخت کنترلر دما PID فازی با AVR --- آموزشی ---

بله چشم حتما...
این چند روزه یکم سرم شلوغ بود نتونستم به سایت سر بزنم...در اسرع وقت مطالب بعدی رو میذارم...

[Mahdi.Faani]

کنترل کننده انتگرالی (Integrally Controller)

کنترل کننده انتگرالی :

کنترلر انتگرالی معادله ای به فرم زیر دارد :

در رابطه زیر Ti زمان انتگرال گیری (Reset Time ) نامیده میشود.به معکوس آن Reset Rateگفته می شود.
خب اگر به رابطه این کنترلر دقت کنید میبینید که خروجی ان ، ضریبی از مجموع خطا از زمان گذشته تا به حال است(چی گفتم چی شد!!!)
به زبان ساده تر این کنترل کننده در هر مرحله میاد و خطا رو با مرحله قبل جمع میکنه و اونو در یک ضریب که در ادامه توضیح میدم ضرب میکنه.
خب اون ضریب همون Ki هست که از تقسیم ضریب تناسبی بر زمان انتگرالگیری بدست میاد :

اگه دقت کنید یه تفاوت برجسته بین این کنترلر و کنترلر تناسبی هست ، اون هم اینکه هیچ گاه فرمان صادر شده توسط این کنترلر در زمان صفر شدن خطا ، صفر نمیشه .اگه یادتون باشه در کنترلر تناسبی وقتی که خطا صفر میشد خروجی کنترلر هم صفر میشد که این یک عیب به شمار میره ولی در این کنترل کننده خروجی از جمع مساحت زیر منحنی خطا بدست میاد(داریم انتگرال گیری میکنیم).خب واضح هست که این سطح در ابتدای شروع کار کنترلر صفر هست و با گذشت زمان افزایش پیدا میکنه ، پس حتی اگه خطا صفر بشه باز هم این سطح یک مقدار محدود رو به خودش اختصاص میده و اینقدر تغییرات رو اعمال میکنه تا زمانی که خروجی به مقدار مطلوب برسه و خطا صفر بشه.پس این کنترلر میتونه خطای حالت ماندگار رو صفر کنه و در همون وضعیت ادامه بده.

پس نتیجه ای که میشه گرفت اینه :

کنترلر انتگرالی بر اساس وضعیت قبلی تا به حال ، یا به عبارتی تاریخچه خطا ، فرمان کنترل رو صادر میکنه و نه صرفا بر اساس وضعیت جاری یا آینده خطا!

(فکر کنم جمله بندی هام افتضاحه ، به بزرگی خودتون ببخشید)
مطلب دیگه اینکه کنترلر انتگرالی میتونه کارایی سیستم کنترل رو بهتر کنه و به رسیدن متغیر خروجی به مقدار مطلوب کمک کنه ولی در عوض باعث میشه که پایداری نسبی سیستم تضعیف بشه.چرا؟(جواب توی همون قطب و صفر سیستم هست که توی پست قبل توضیح دادم.اگه جواب این سوالو پیدا کنید ، مفهوم این نوع کنترلر رو پیدا کرده اید!)

[sahel2013]

پاسخ : ساخت کنترلر دما PID فازی با AVR --- آموزشی ---

با تشکر از دوست گرامی
بی صبرانه منتظر سر فصل های جدید هستیم

[Mahdi.Faani]

پاسخ : ساخت کنترلر دما PID فازی با AVR --- آموزشی ---

با تشکر از دوست گرامی
بی صبرانه منتظر سر فصل های جدید هستیم

شرمنده یه چند روزی اینترنت نداشتم!دانشگاهه دیگه :mrgreen:
مطاب بعدی رو هم به زودی پدیت میکنم....
موفق باشید

[cyber68]

پاسخ : ساخت کنترلر دما PID فازی با AVR --- آموزشی ---

سلام
این بحث PID بسیار مبحث زیبا و کاربردی ای هست.
البته اگه فازی بشه که دیگ هیچی
یه مطلبی رو باید در اینجا بپرسم و اون اینکه شما درس کنترل دیجیتال رو پاس کردین؟
برای اینکه کار اصولی باشه باید PID گسسته طراحی بشه و نرخ نمونه برداری ADC و پدیت خروجی PID و ... در اون لحاظ بشه

[sahel2013]

پاسخ : ساخت کنترلر دما PID فازی با AVR --- آموزشی ---

سلام
این بحث PID بسیار مبحث زیبا و کاربردی ای هست.
البته اگه فازی بشه که دیگ هیچی
یه مطلبی رو باید در اینجا بپرسم و اون اینکه شما درس کنترل دیجیتال رو پاس کردین؟
برای اینکه کار اصولی باشه باید PID گسسته طراحی بشه و نرخ نمونه برداری ADC و پدیت خروجی PID و ... در اون لحاظ بشه

با سلام
اگه توجه کنید رشته تحصیلی ایشون کنترل هست
و برای اموزش این مطالب اطلاعات پیشین مورد نیاز رو دارا میباشند
و ایجاد یک حلقه pid به صورت عملی هم در سر فصل های ایشون دیده میشه
و از همه مهم تر تعیین ضرایب توسط نرم افزار های مختلف

و ادامه پیشرفته تر یا کنترل فازی هم به احتمال جز ادامه کار هست

واما مشکلی که روند کار رو کند کرده شاید استقبال دوستان باشه و ... همچنین نبود وقت ازاد

ایشون کار ارزشمندی رو شروع کردن و همیشه شاهد کمک های علمی ایشون هستیم