Design of PID Controller used Ziegler-Nichols technique (Robust Control)

الملخص

تدرس هذه الورقة تصميم متحكم تناسبي - تفاضلي – تكاملي، للتحكم بالوضع باستخدام نظرية نيكلوس –زيجلر.

تبدا الدراسة بعرض كامل للنموذج الرياضي للمتحكم تناسبي - تفاضلي – تكاملي، وعرض للخطوات العلمية المتبعة بنظرية التصميم، ثم التطبيق العملي للنظرية باستخدام النموذج الرياضي لمناور ليزر يستخدم محرك تيار مستمر، حيث يمكن استخدام الليزر لحفر مقبس الورك لإدخال مفصل الورك الاصطناعي بشكل مناسب، ويتطلب استخدام الليزر في الجراحة دقة عالية في الاستجابة للموقع والسرعة وهذا ما يعمل علية متحكم تناسبي - تفاضلي – تكاملي.

تتلخص خطوات التصميم باستخدام نظرية   نيكلوس – زيجلر في حساب كسب المسار الامامي Kp باستخدام نظرية راوث ومسواة معامل كسب المسار الامامي Kp بالمعامل K_cr والتعويض بالمعامل K_cr بمعادلة الخواص لنتحصل على P_cr ومن خلال الجدول بتقدير نظرية نيكلوس –زيجلر، نحسب عوامل المتحكم تناسبي - تفاضلي – تكاملي الثلاث Tp ,T_i and T_d والتي تحدد استجابة النظام الذي تم تصميمة.

يستخدم بالجزء العملي للورقة برنامج ماتلاب MATLAB لبرمجة ومحاكاة تصميم نظام التحكم، واستخلاص النتائج وتحليلها.

أهداف الدراسة:

• دراسة وتصميم متحكم تناسبي - تفاضلي – تكاملي للتحكم بالوضع باستخدام نظرية نيكلوس –زيجلر.
• التطبيق العملي للنظرية على النموذج الرياضي لمناور ليزر يستخدم محرك تيار مستمر.
• حساب عوامل المتحكم تناسبي - تفاضلي – تكاملي ( T_p ,T_i and T_d ), والتي تحدد استجابة النظام الذي تم تصميمة.
• استخدم برنامج ماتلاب MATLAB لبرمجة ومحاكاة تصميم نظام التحكم.