 |
วันนี้เราจะพูดถึงวิธีการควบคุมแบบ PID control ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการควบคุมในระบบวงปิดหรือระบบควบคุมแบบป้อนกลับ (Closed-loop Control Systems, Feedback Control Systems)ซื่งมักจะมีคนใช้งานอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิสอบถามว่าการตั้งค่า PID นั้นนอกจากการทำ AT แล้วยังมีวิธีใดอีกบ้างดังนั้นผมจึงได้สรุปความหมายของการควบคุมแบบ PID มาให้ทุกท่านได้อ่านกันเพื่อจะทำให้ท่านสามารถปรับตั้งค่า PID เองโดยใช้แผงควบคุมที่หน้าปัดของตัวอุปกรณ์ควบคุม เริ่มกันเลยดีกว่าครับ การควบคุมแบบ PID จะประกอบไปด้วยส่วนการควบคุมที่สำคัญด้วยกันคือ |
|
P Action
เป็นการกำหนดการทำงานของ ouput ให้เป็นสัดส่วนเปอร์เซ็นกับค่า error หรือการเปลี่ยนแปลงของค่าที่วัดได้ |
Output = (error X 100) / Pb ; error=(ค่าset point) - (ค่าที่วัดได้) |
ในทางปฎิบัติ P Action จะเข้าใกล้ค่าหนึ่ง ซึ่งไม่ใช่ค่า set point จริง ซึ่งเรียกว่าค่า offset |
| I Action |
จะใช้ในการแก้ปัญหา offset ระบบควบคุม I Action จะเข้าไปช่วยกำจัดค่า offset ที่ยังคงมีอยู่ให้ระบบเข้าสู่ set point โดยค่า output ที่ออกมาจะขึ้นอยู่กับ Integral Time ที่กำหนดขึ้นมาตั้งแต่ต้น หากกำหนดให้ integral time น้อย ระบบจะเข้าสู่ set point ได้อย่างรวดเร็วแต่จะเกิดการกระเพื่อม hunting ของ process มากด้วย และหากกำหนดให้ Integral time มากจะเกิด hunting น้อย แต่จะใช้เวลานานกว่าระบบจะเข้าสู่ set point |
| D Action |
ในกรณีที่มีการรบกวนระบบจากภายนอก disturbance เป็นผลให้ process ของระบบมีการเปลี่ยนแปลงอย่างทันที่ทันใด เราควรจะใช้การควบคุมแบบ D Action Derivative ซึ่งจะมีการตอบสนองที่รวดเร็ว เป็นผลให้ระบบเข้าสู่ set point ได้รวดเร็วขึ้น |
การทดสอบประสิทธิภาพของระบบ FeedBack เราจะใช้สัญญาณอินพุทแบบ Unit Step ใส่เข้าไปในระบบเพื่อใช้วิเคราะห์ transient ในระบบควบคุมแบบป้อนกลับโดยสามารถตรวจจากลักษณะดังรูปนี้ |
|
1. Steady State Performance
ค่านี้จะได้จากการหาค่า steady-state error ของการตอบสนองต่อฟังก์ชันอินพุทพื้นฐานที่กล่าวมาแล้ว |
2. Transient Performance
ค่านี้จะวิเคราะห์โดยการใส่ unit-step function เป็นอินพุทอ้างอิงและจะได้ผลตอบสนองดังรูป ลักษณะที่สำคัญของผลตอบสนองนี้ได้แก่ |
 Overshoot
เป็นค่า error ที่มากที่สุดระหว่างอินพุทและเอาท์พุท ค่านี้จะใช้ในการประมาณความเสถียรของระบบ ค่า overshoot จะวัดเป็นสัดส่วนเทียบกับค่าสุดท้ายหรือค่าอินพุทอ้างอิงดังนี้
|
Percent overshoot = Maximum overshoot / Final desired value x 100 |
Time delay
ค่า time delay td เป็นช่วงเวลาที่ใช้ในการตอบสนองของระบบตั้งแต่เริ่มต้นจนกระทั่งเอาท์พุทมีค่าเป็น 50 % ของค่าอินพุทอ้างอิง |
Rise time
ค่า rise time tr เป็นช่วงเวลาตั้งแต่เอาท์พุทมีค่าเป็น 10 % จนถึง 90 % ของค่าอินพุทอ้างอิง |
Setting time
ค่า setting time ts เป็นช่วงเวลาตั้งแต่เริ่มต้นจนกระทั่งการแกว่งของเอาท์พุทลดลงอยู่ในขอบเขตที่กำหนด โดยปกติแล้วขอบเขตนี้จะอยู่ในช่วง 5 % ของอินพุทอ้างอิง นอกจากนี้ยังมีลักษณะที่สำคัญอื่นๆอีก เช่น damping ratio, damping factor และ undamped natural frequency ซึ่งไม่ได้แสดงในรูป |
หากสนใจข้อมูลเพิ่มเติมสามารถศึกษาเพิ่มเติมได้จากหนังสือเทคนิคการควบคุมอุณหภูมิหรือสามารถหาอ่านเพิ่มเติมได้ในหนังสือ Feed back control ทั่วไป สำหรับฉบับนี้คงต้องขอจบเพียงแค่นี้ก่อนครับแล้วเจอกันในบทความหน้าครับ |
| |
