بس هو خطورته الحقيقة أن الانهيار يحدث في مرحلة المرونةunder elastic zone، أي أنه يحدث تحت تأثير إجهاد آمن في التحميل الاستاتيكي ولكن مصمم المعدة لم ينتبه إلى طبيعة التحميل وأنه متردد التأثير مما يولد هذا الانهيار، وأيضاً من خطورته أنه يحدث مع مرور فترة من الزمن على الاستخدام الآمن ظاهرياً للمعدة ويكون الانهيار بصورة فجائية لأن آخره يكون انهيار هش brittle failure
طبعا الفرق الوحيد بين النظام المفتوح والنظام المغلق هو ال feedback او التغذية الراجعة
وفى الشكل يحتوى كلا النظامين على العملية ويمكن ايضا ان يحتوى على متحكم او controller ويحتوى ايضا على مشغلات actuators والمشغلات تأخد الخرج من المتحكم وتطبقه على العملية مثل المحركات او الاسطوانات الهيدروليكية
واخيرا الحساسات وهى التى تعطى التغذية الراجعة للمتحكم بعد مقارنتها بنقطة مرجعية او قيمة مطلوبة لتحديد نسبة الخطا عن هذه القيمة وادخالها الى المتحكم مرة اخرى لتصحيح الخطأ
وهذا المنحى الشهير هو استجابة خطية لنظام مغلق من الدرجة الثانية ونرى فى البداية ان نسبة الخطأ كبير جدا ويسمى overshot وبعد فترة زمنية يتم تقليل الخطا الى ان يصل الى صفر والفترة الزمنية الاولى تسمى transit time اما عندما يصل النظام الى مرحلة الاستقرار ويصبح الخطأ اقل قيمة له والتى تقريبا تساوى صفر يكون النظام فى حالة الاستقرار والتى تسمى steady state
وسؤالى ما هو الفرق بين انواع المتحكمات الثلاثة
1- المتحكم التناسبى P
2- المتحكم التناسبى التكاملى PI
3- المتحكم التناسبى التكاملى التفاضلى PID
من حيث السرعة ونسبة الخطأ ؟
المتحكم التناسبي: يعبر المتحكم التفاضلي عن ربح إشارة الخطأ (إشارة الدخل – إشارة الخرج) أي بالتالي يمكن التحكم بهذا الربح عن طريق إضافة هذا المتحكم، أي إن المتحكم التفاضلي يؤثر على سرعة النظام( سرعة وصول النظام إلى القيمة المطلوبة)
e: إشارة الخطأ (إشارة الدخل – إشارة الخرج) Kp: ثابت التناسب (الربح)
المتحكم التكاملي: يوضع هذا المتحكم في النظام عن طريق إضافة مكامل. ويستخدم هذا المتحكم لإعطاء الدقة اللازمة لنظام التحكم.
e: إشارة الخطأ (إشارة الدخل – إشارة الخرج) Ki: ثابت التكامل
المتحكم التفاضلي: يوضع هذا المتحكم في النظام عن طريق إضافة مفاضل. ويستخدم لزيادة تخامد النظام ولكنه بالمقابل يقوم بتضخيم الضجيج الذي يمكن أن يؤدي إلى عدم استقرار النظام ككل.
e: إشارة الخطأ (إشارة الدخل – إشارة الخرج) Kd: ثابت التفاضل
Now, let’s take a look at a PID controller. The closed-loop transfer function of the given system with a PID controller is:
After several trial and error runs, the gains Kp=350, Ki=300, and Kd=50 provided the desired response. To confirm, enter the following commands to an m-file and run it in the command window. You should get the following step response.
ومن الملاحظ أن أحسن متحكم هو المتحكم التناسبي-التكاملي-التفاضلي، فبتغيير الثوابت الثلاث (kp , ki , kd) يمكن تغيير الاستجابة الزمنية للنظام ولكن من الصعب جداً تعيير هذه القيم ليكون الأداء أمثلياً، أي بمعنى آخر فإن هذا المتحكم هو الأصعب استخداماً و لكن يعطي الأداء الأفضل.
طبعاً حوار الميكاترونكس ده أنا لازم أخرج منه ولكن انا لي تعليق على إجابة سؤال دواير التحكم لأني ارى أن هناك عنصر مفقود في الدائرة وهو disturbances والتي قد يكون لها تأثير واضح على علاقة المدخلات بالمخرجات إذا كانت أقوى من دالة التحكم process control function أليس كذلك؟