محاكاة المتحكم التناسبي التكاملي التفاضلي باستخدام سيمولينك-PID Simulation Using Simulink

ملخص موجز

في هذا الفيديو، يشرح عبد الله علوش كيفية تصميم واستخدام المتحكم التناسبي التفاضلي التكاملي (PID). يوضح أيضًا كيفية تحسين استجابة النظام عن طريق تعديل المعاملات المختلفة في المتحكم. يتم استعراض تأثير هذه التعديلات على زمن الصعود والأوفر شوت (القفزة الكبرى) للاستجابة.

  • تصميم المتحكم PID وتحليل أدائه.
  • كيفية تعديل المعاملات لتحسين استجابة النظام.

تصميم المتحكم PID

يبدأ عبد الله علوش بالحديث عن المتحكم التناسبي التفاضلي التكاملي (PID) الذي قام بتصميمه. يتم إدخال فعل التكامل الذي يعتبر جزءًا أساسيًا في عمل المتحكم. يوضح كيفية استخدام "ترانسفر فانكشن" (وظيفة التحويل) لتصميم المتحكم بشكل صحيح ويقوم بعرض التصميم الفعلي الذي يحتوي على المعاملات التناسبية، التفاضلية، والتكاملية.

استجابة النظام وتحليل الخصائص

ثم ينتقل للحديث عن استجابة النظام بعد تشغيله وتحديد الخصائص الرئيسية مثل الأوفر شوت (القفزة الكبرى) وزمن الصعود. يشير إلى أن الأوفر شوت كانت قريبة من 0.9 ووقت الصعود كان مقبولًا، لكنه يتمنى أن يصل إلى القيمة المثالية التي تعني تقليل الخطأ إلى أقل من 1%.

تعديل المعاملات لتحقيق تحسينات

يوضح كيف يمكن تقليل الخطأ عن طريق تعديل المعاملات، ويبدأ بتغيير معامل التكامل للحصول على استجابة أفضل. تظهر التجارب أنه من خلال تغيير قيمة المعامل، استجابت النتائج بشكل إيجابي، حيث انخفض الأوفر شوت إلى 3.6% وزمن الصعود إلى أقل من نصف ثانية.

تأثير زيادة المعاملات على النظام

يتحدث عن كيفية تأثير زيادة المعاملات على النظام. على سبيل المثال، زيادة المعامل التناسبي تؤدي إلى تحسين زمن الصعود، لكنها قد تزيد من الأوفر شوت. كما يستعرض كيف أن زيادة المعامل التفاضلي تؤدي إلى تقليل التذبذب وزيادة استقرار النظام.

تحليل الاستجابة وتحقيق الاستقرار

يستمر في تحليل استجابة النظام باستمرار تعديل المعاملات، مما يظهر تحسنًا في الاستجابة مع مرور الوقت. ومع زيادة زمن المحاكاة، يبقي الأداء مستقرًا، لكنه ينبه إلى ضرورة التحكم في قيود المعاملات لتجنب عدم الاستقرار.

خاتمة

ينهي عبدالله الفيديو بشكر المشاهدين ويؤكد أهمية مراعاة القيود في تصميم المتحكم PID. يتحدث عن أهمية التركيز على المعاملات لتحقيق استجابة مثالية، كما يدعوهم لمتابعة الدروس القادمة.

Summarize any YouTube video in seconds

Get summaries like this one for any video, in your language, with the free Summ app.

Download on the Apple Store
Get it on Google Play

Transcript

YouTube Transcript Generator

0:00 السلام عليكم ورحمه الله جميعا اهلا وسهلا ومرحبا بكم في هذا المقطع الجديد سنحا كي اليوم المتحكم الذي صممناه اخيرا وهو المتحكم التناسبي التفاضلي التكاملي او البي اي دي كنترولر سنظل على سنستخدم نفس الموديل الذي صممناه في البي دي لكننا سنضيف عليه يعني لنقل فعل التكامل انتجرال اكشن طبعا كما تذكرون ان التكامل فعل التكامل او اكشن كنتر هو عباره عن ثابت رقم ثابت مقسوم على اس اس هو او متغير لابلاس وهو يمثل التكامل لذلك سنستخدم ترانسفر فانكشن طبيعي او البلوك الخاص بالترانس فانكشن بشكل طبيعي لكن سيكون بهذا الشكل واحد صف بهذا فاننا نملك الان البلوك الخاص بالترانس فانكشن طبعا

0:45 انا اظن اننا اخترنا رقم اثنين حسب ما اذكر بدايه سنتحقق من تاثيره من خلال السكوب سنضيف زائدا الى هنا يعني لم يعد جميلا جدا لكن لا باس بذلك سنمضي مع هذا الشكل عفوا بهذه بهذا يعني التصميم نكون قد حصلنا على البي اي دي كنترول هذا هو المتحكم التكاملي هذا هو المتحكم التفاضلي وهذا هو المتحكم التناسبي وعندنا هنا البلانت او المفاعل وعندنا هنا الريفرنس او المرجع سب بسم الله عفوا دعوني اجعل زمن المحاكاه ع ثواني لا 100 ثانيه في البدايه فقط من اجل ان اريكم الفرق هذه ع ثواني ونقوم بسم الله بتشغيل النظام الان ننظر الى استجابه النظام طبعا

1:31 ترون ان النظام الان يعني يمتلك استجابه لا باس بها نتحقق الان من الخصائص واحده واحده بدايه الاوفر شوت او القفزه الكبرى لهذا النظام هي في السالب حاليا لاننا لازلنا اسفل من الهدف الذي يسعى اليه النظام فلذلك هي تقريبا 0.9 عندنا الرايز تايم تقريبا نصف ثانيه يعني هو اكثر بقليل من نصف ثانيه لكن لا نزال في مجال المقبول عندنا الامبلي او لنقل يعني الستد ستيت ريسبونس او الاجا المستقره للنظام قريبه جدا من الواحد وهذا امر جيد هي 0 0 عفوا 9615 لكنها لازالت فوق الخطا المسموح به الخطا المسموح به هو 1% يجب ان تكون 0.99 على اقل تقدير طيب كيف نستطيع ان نتخلص من هذا نستطيع ان نتخلص من هذا بعده

2:16 طرق اولا يعني نستطيع طبعا ان نعدل هذين الاثنين حتى نتخلص من هذا من اثر ستيت اي را لكن لا انا افضل حقيقه ان اتلاعب بالكوفين او المعامل الخاص فدعوني مثلا يعني اجعله ثمانيه مثلا ونشغل الان المتحكم نشغل عفوا المحاكم مره اخرى نعم هذا جميل جدا جدا جدا نحن الان نمتلك استجابه شبه ممتازه او ممتازه تماما لهذا النظام الاوفر شوت او القفزه الكبرى لهذا النظام هي تقريبا 3.6% والتي هي اقل من 5% والتي كانت يعني مشروطه علينا اذا حققنا هذا الشرط عندنا ايضا الرايز تايم او زمن الصعود اقل من نصف ثاني وهذا ممتاز اقل من المطلوب منا يعني عفوا اقل من الحد المطلوب وعندنا ايضا الا او السيدي ستيت ريسبونس الاستجابه المستقره لهذا النظام

3:02 هي واحد وهذه قيمه ممتازه رائعه جدا حقيقه بهذا نكون قد حققنا الاستجابه المطلوبه من المفاعل الخاص بنا سواء كان دي سي موتر او كان اي نظام فيزيائي اخر فقد حققنا الاستجابه المطلوبه طيب اذا زدنا زمن التهكم لننظر ماذا يحدث لهذا النظام بعد 100 ثانيه مثلا من من التشغيل فاننا سنرى بعض التغييرات البسيطه لهذا النظام يعني الرايز تايم لا زالت جيده تحت النصف ثانيه الاوفر شوت ساءت قليلا لكنها ايضا لازالت تحت ال 5% وهذا ممتاز ستيت ستيت ريسبونس الخاص بالسيستم لازال صحيحا لكنه يعني على الحد تقريبا لاننا هو الان 0.99 ف 099 07 يعني هو اكثر من من المطلوب بقليل يعني ممتاز لازلنا داخل الاستجابه المطلوبه لهذا النظام وحقيقه هذه الاستجابه شبه مثاليه يعني اي شب شبه مثاليا تحصل على استجابه شبيه في في

3:50 الواقع لذلك طبعا بعد النهايه من بعد الانتهاء عفوا من عرض هذا النظام عليكم احب ايضا ان اريكم شيئا من تاثير هذه المعاملات الخاصه بال المتحكمه الذي بين ايدينا عندنا المعامل التناسبي زياده هذا المعامل تقوم بتاثير اثنين بدايه هي تقلل من زمن الصعود او الرايز تايم ولكن في نفس الوقت هي تزيد من الاوفر شوت او القفزه العظمى للنظام فمثلا دعونا يعني نجعلها 40 هاه وننظر الى استجابه النظام مثلا ستجدون ان الاوفر شوت مباشره ارتفعت بمقدار تقريبا اكثر من 5% يعني ارتفعت بمقدار تقريبا 7% الان الاوفر شوت الخاصه بهذا النظام هي 11.79 8% الرايس يم تحسن وقل عن النصف الثان بكثير الان اصبح تقريبا ربع ثانيه وايضا الامبلي يعني ستيت ريسبونس او الاستجابه المستقل

4:36 السيستم يعني تحسنت عن السابق وهي الان يعني يعني الخطا الان اقل من 1% فهذا هو المتوقع من زياده المتحكم التناسبي طيب دعونا نرجعه وننظر دعونا نرجعه الى قيمته السابقه وننظر الى الى تاثير زياده المتحكم التفاضلي على السيستم طبعا زياده هذا المتحكم لنقل اننا جعلناه ثمانيه مثلا زياده هذا المتحكم يقوم ب تاثير التثبيط على السيستم يعني هو يقوم زياده هذا المتحكم يزيد تثبيط هذا السيستم او يسمى دامبينج هو يثبط الريسبونس الخاصه بهذا النظام طبعا يعني هنالك علاقه بين البي والدي كما تذكرون هنالك علاقه كان يجب ان نحافظ عليها في هذه الحاله حتى نحافظ على الشروط لكن انا اقوم بزيادته بشكل يدوي بحيث اننا نزيده بشكل منفصل عن اخر كي نرى ننظر الى التاثير بدون بدون ترابط مباشر ستنظر ان استجابه السيستم الان استجابه

5:23 النظام هي اكثر يعني انسيابيه هي استجابه مثبطه تجدون ان الامبل تيود او السد ستيت ريسبونس الخاص بهذا النظام لم يتغير كثيرا لازال جيدا جدا الخطا اقل من 1% لكن الرايز تايم لهذا السيستم اقل بكثير من السابق عفوا اكثر يعني بكثير ليس اقل يعني هو الان يحتوي على خطا كبير الرايز تايم هو قريب من الثانيه الان بينما كان في السابق قريب من الربع الثانيه لما غيرنا مثلا استجابه عفوا لما غيرنا قيمه المتحكم التناسبي لذلك يعني يجب ان يخطر في بالكم مباشره اننا اذا رفعنا قيمه الدي كنترول او الريف كنترول المتحكم التفاضلي فاننا سنزي الراي في نفس الوقت الاوفر شوت الان هي من المفروض ان تكون قد قلت حقيقه عن الخمسه لكن بسبب الترابط بينها وبين البي كنترولر فانها لم تقل عن 5% لكن يعني ليبقى في

6:11 ذهنكم ان زياده الف كنتر ستؤدي الى تقليل الاوفر شوت الخاص بالسيستم لاننا نقوم بتثبيط هذا هذا النظام نعم الان حصل عندنا خطا نم تقل بسبب كما ذكرت لكم سابقا بسبب الترابط بين هذه العناصر الثلاثه فالزيادة

6:59 لتكون 70 مثلا سنجد ان انا لم اذكر هذه المساله في التحكم التناسبي لكن زياده تحكم تناسبي وزياده تحكم تكاملي يسيء او يسوء الترانز ريسبونس الخاص بالنظام يعني يسوء الاستجابه الانيه والاستجابه اللحظيه الخاصه بالنظام التي هي نعم هذه الاسلي شنز هذه ال التميلاسماء الوقت الرايس تام تحسن بشكل مهول نزل عن النصف ثانيه بشكل كبير وبنفس الوقت الامبل تيود يعني قريبه جدا من المطلوب التي هي يعني واح 1% من الخطا طيب هل هذا يعني على الراحه هل استطيع ان ازيد هذه القيمه بقدر ما استطيع لا لا ننسى ان المتحكم التكاملي

7:46 يضيف قطرا او قطبا عفوا ال الى النظام يضيف قطب بول الى النظام لذلك اذا وضعنا قيمه اكبر من الحد المسموح به بكثير مثلا 400 الحد المسموح اذكر كان 130 فاننا سنتوقف سي الى حاله من عدم الاستقرار يعني سيصبح سيصبح نظاما غير مستقر انستيبل سيستم ف نعم كما توقعنا تماما يعني الان هذا يعني المقياس الخاص بهذا السكوب هو 10 اس 50 فتجد ان النظام الان غير مستقر ويذهب الى ال نهايه بسبب الخروج عن حدود الاستقرار الخاصه بالاي كنترولر بهذا نكون قد تحدثنا ب ما فيه الكفايه عن البي اي دي كنترولر اشكر لكم حسن استماعكم ونلقاكم في دروس قادمه ان شاء الله والسلام عليكم ورحمه الله وبركاته

Share

YouTube Video Summaries