طراحی و پیاده سازی کنترل کننده PID برای سیستم آزمایشگاهی کنترل جریان مایع

این مقاله به شناسایی سیستم، طراحی کنترل کننده و پیاده سازی آن بر روی یک مجموعه آزمایشگاهی کنترل جریان مایع می پردازد. با توجه به گستردگی کاربرد کنترل کننده های PID در صنایع مختلف، در این تحقیق نیز از این ساختار استفاده می شود. برای این منظور، ابتدا به تحلیل رفتار استاتیکی پمپ موجود در حلقه کنترل پرداخته می شود که منحنی هیسترزیس بدست آمده بر رفتار نسبتا خطی پمپ تاکید دارد. سپس با استفاده از اعمال یک ورودی پالسی به پمپ و به صورت حلقه باز، داده های جریان مایع ذخیره شده و یک تابع تبدیل مرتبه اول با تاخیر برای سیستم تحت مطالعه با ۹۰.۸۹% دقت شناسایی می گردد. داده های ارزیابی منتج از اعمال دو ورودی پالسی دیگر با دامنه و فرکانس متفاوت، موید اعتبار حداقلی ۸۳% برای تابع تبدیل شناسایی شده می باشند. برای طراحی کنترل کننده و تنظیم ضرایب از روش های مبتنی بر کنترل کلاسیک بهره گرفته شده و از قواعد سه روش Ziegler-Nichols، Cohen-Coon و Wang استفاده می شود. کنترل کننده های طراحی شده پیاده سازی می گردند و عملکرد آن ها در ردیابی ورودی مرجع و دفع اثر اغتشاش با یک کنترل کننده پیش فرض بر روی دستگاه مقایسه می شود. نتیجه مقایسه بیانگر برتری روش طراحی و تنظیم Wang در دستیابی به پاسخ سریعتر و خطای ردیابی کمتر در هر دو موضوع ردیابی ورودی مرجع و دفع اثر اغتشاش است.