تنظیم پارامترهای کنترل‌کننده‌ی PID جهت کنترل دما در رساناهای مختلف

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی‌، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

2 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی‌، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی‌، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

4 استادیار، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه هرمزگان، هرمزگان، ایران

doi
10.22075/jme.2023.28427.2336
چکیده

کنترل‌کننده تناسبی-انتگرالی-مشتقی (PID)، یک الگوریتم و روش کنترل حلقه بسته با بهره­گیری از مفهوم بازخوردی است که در بسیاری از فرایندهای صنعتی برای کنترل سرعت موتورهای DC، کنترل فشار، کنترل دما و غیره به کار می­رود. در این مقاله به طراحی و تنظیم مقادیر بهینه پارامترهای کنترل­کننده PID پرداخته شده است. جهت این کار یک جسم افقی با رسانایی­های متفاوت انتخاب شد تا  به کنترل دمای آن با تغییر شار حرارتی پرداخته شود. سپس سیستم مورد مطالعه  در فضای حالت نوشته شد. که در این روش به کمک تفاضل محدود معادلات با مشتقات جزئی را به معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل کرده سپس کنترل کننده مناسب جهت کنترل دما طراحی گردید. نتایج نشان می­دهد برای پایداری سیستم­هایی با رسانایی گرمایی ضعیف (مقدار α کوچک) باید   باشد. برای سیستم­هایی با رسانایی گرمایی متوسط باید1/0   باشد. برای سیستم­هایی با رسانایی گرمایی قوی (مقدار α بزرگ) باید   انتخاب کرد. با توجه به بهینه­سازی انجام شده Kd در هر سه حالت مقداری کوچک بود بنابراین می­توان از کنترل کننده PI در چنین سیستم­هایی استفاده کرد.