دوره کوتاه مدت آموزش طراحی سیستم های کنترلی

[aliila]

ماجرا از اونجا شروع شد که من میخوام یک الکترو موتور سه فاز قفس سنجابی ارزون قیمت رو به یک سروو موتور AC گرون قیمت تبدیل کنم . از نظر ریالی ارزش افزوده مستقیم این کار حداقل 15 برابر است ( الکترو موتور 100 هزار تومنی به سروو 1.5 میلیون تومنی تبدیل میشه) . ولی از لحاظ فنی و از لحاظ خودکفایی ارزش این کار بی نهایت است . البته این رو هم بگم که به هر حال ساختار سروو موتور ac با موتور القایی قفسه سنجابی متفاوته . و کلا موتور القایی برای کار در فرکانس مشخصی طراحی شده است . و اگر موتور القایی به سروو موتور تبدیل بشه موقع بارکشیدن در سرعت های پایین یک صدای زنگ - زنگوله مانندی تولید میکنه . که اصلا برای من مهم نیست .
القصه

برای این کار باید یک سیستم های کنترلی + یک طبقه قدرت تولید کنیم . یعنی هیچ احتیاجی به اختراع و ابتکار و خلاقیت نیست . به عبارت دیگر سیستم کنترلی تبدیل موتور های چند فاز به سروو موتور در دسترس عمومی قرار دارد .و فقط کافیست این سیتم کنترلی را روی یک میکرو حتی روی یک pc با پورت usb پیاده کنیم (یا آی سی های مخصوصی دارند که تهیه کنیم که نظر من بیشتر روی مورد اول است ).من تا قبل این فقط با سیستم ساده pid کار کردم . پیاده سازی یک سیتم pid در یک میکرو کنترلر به راحتی آب خوردن است.

سرتون رو درد نیاورم
میخوام بدون اینکه وارد بحث های بی پایان و بدرد نخور تبدیلات لاپلاس و حوزه فرکانس منفی و ... بشیم با کمک نرم افزار متلب و بکمک خواننده ها و احتمالا جواب دههنده ها اینجا سوالاتمون رو مطرح کنیم تا یک رفرنس حداکثر 20 صفحه ای تهیه کنیم که سیستم های کنترلی رو عین رانی هلو بریزه تو حلق دانش پژوهان



اولین مثال


طراحی سیستم کروز کنترلر ابتدایی

سیستم کروز در ماشین های دنده اوتوماتیک مدل بالا تعبیه میشه تا سرعت ماشین رو در طول جاده ثابت نگه داره . پس ما به یک سیتم کنترلی نیاز داریم تا در ورودی سرعت را بهش بدیم و اون در خروجی نیروی لازم رو لحظه به لحظه محاسبه کنه و به ما بگه و ما با توجه به این نیرو دریچه نازل بنزین رو تغییر بدیم .

[img]http://ctms.engin.umich.edu/CTMS/Content/CruiseControl/********/Modeling/figures/cruise_control_schematic.png[/img]

شکل کاملا گویا است با توجه به قانون دوم نیوتن اگر بر جسمی نیروی واردکنیم آن جسم متناسب با جرم شتاب میگیرد و از طرفی سرعت مشتق مکان است و شتاب مشتق سرعت است .

و علاوه بر نیروی موتور چند نیروی مقاوم از جمله اصطحکاک و مقاومت باد و شیب جاده و ... هم وجود داره برای راحتی کار مجموع این ها رو متناسب باسرعت و یک ظریب ساده b یعنی bv در نظر میگیریم .

حالا طرف اومده معادله کروز رو بشکل زیر به زبان شبیه سازی در آورده


[img]http://ctms.engin.umich.edu/CTMS/Content/CruiseControl/********/Modeling/figures/cc004.png[/img]


در این شکل هم کاملا مشخصه که چی به چیه




حالا کسی میتونه شکل فوق رو توضیح بده که چرا اینجا برعکس عمل کرده چرا F را به سیتم وارد کرده و v رو از سیستم گرفته در حالی که ما دقیقا دنبال عکس این مطلب هستم

ما می خواهی بدانم برای اینکه سرعت ماشین در 95 کیلومتر ثابت بمونه چقدر نیرو لازمه ؟ نظرتون چیه؟

[طراح]

پاسخ : دوره کوتاه مدت آموزش طراحی سیستم های کنترلی

حالا کسی میتونه شکل فوق رو توضیح بده که چرا اینجا برعکس عمل کرده چرا F را به سیستم وارد کرده و v رو از سیستم گرفته در حالی که ما دقیقا دنبال عکس این مطلب هستم

بر اساس توضیح فایل زیر، به نظر می رسد بخش مورد سوال شما فقط مربوط به مدل کردن خروجی سرعت بر حسب نیروی ورودی است (صفحه 66) و این بلوک تنها بخشی از کنترلر نهایی است. حلقه کنترل اصلی (که از نوع PI controller است) در صفحه 74 (شکل 21) نمایش داده شده است:

http://silviosimani.it/matlab_********_for_control082p.pdf

ضمنا خروجی نهایی در این سیستم نیرو نیست. بلکه خروجی نهایی تحت کنترل، سرعت است که در حلقه کنترل و بنا به عملکرد کنترلر PI، نیروی مناسب به ماشین اعمال می شود تا خروجی سرعت با مقدار Set point مورد نظر برابر نگه داشته شود (و یا تفاوت آن با Set point به حداقل برسد).

[شاهرخ مستقیمی]

پاسخ : دوره کوتاه مدت آموزش طراحی سیستم های کنترلی

سلام.
دقیقا با استاد کی نژاد موافق هستم و میخواستم همون رو مطرح کنم که خروجی این سیستم، سرعت هست که میخوایم اون رو تعیین کنیم و ثابت نگهش داریم.
پس معادله رو بر حسب سرعت مرتب و حل میکنیم.
ولی بحث جالبی هست و با اینکه به درس کنترل علاقه ی زیادی نداشتم(خاطره ی بد بخاطر مدرس!) دوست دارم یاد بگیرم و اینکه ادامه ی این بحث به کجا میرسه.

[aliila]

پاسخ : دوره کوتاه مدت آموزش طراحی سیستم های کنترلی

با تشکر از دوستان
این دوره داره به پایان خودش نزدیک میشه . تو این دو روز چندصد pdf دانلود کردم و تقریبا کلیت مطلب رو گرفتم .سیستم های کنترل در حد کاربردی و عملی دنیای سرگرم کننده و نسبتا ساده است . و تو پست بعدی که احتمالا تهیش 2-3 روز طول میکشه یک دید نسبتا مناسب از سیستم های کنترلی برپایه متلب ارائه میدم . حالا تا هرکجا که شد بصورت علمی جلو میریم .

افسوس میخورم چرا در دانشگاه ها یک مبحث ساده جذاب رو بصورت مسخره ترین و منفور ترین حالت تدریس میکنن .بحث سیستم های کنترلی رو عوض میکنن و وارد بحث معادلات دیفرانسیل و حل اون توسط تبدیلات لاپلاس میشن . صورت مساله رو عوض میکنن . قبل اینکه دانشجو تکنیک یک سیستم کنترلی رو بدونه یک معادله دیفرانسیل درجه n رو مطرح میکنن و میگن سیستم کنترلی شو طراحی کنن .این ها ظلم میکنن و ماها هم یا نیمی فهمیم یا صدامون در نمیاد . انگار برنامه ریزان و مسولین آموزش عالی ما به عمد می خوان دانشجویان بی سواد و الاف باقی بمونن

[aliila]

پاسخ : دوره کوتاه مدت آموزش طراحی سیستم های کنترلی

با سلام

با توجه به ضیق وقت بصورت آهسته و پیوسته با سرعت لاکپشتی کتابچه رو دارم کامل میکنم . آخرهاش خوردم به خنسی برا همین گفتم اینجا مطرح کنم تا یکم همفکری صورت بگیره . اول این رو نگاه کنید




نتیجه گیری 4.3 رو بخونید به نظرتون این استدلال که تنها دلیلش پیدا کردن ظرایب k و ki است درست است ؟



حالا شکل زیر را ببینید




در معادله 4.7 موندم . اصلا این جوابها یعنی چه ؟ یکم باید برگردم و رو معادلات لاپلاس تمرکز کنم

[reza_rouhi]

پاسخ : دوره کوتاه مدت آموزش طراحی سیستم های کنترلی

مهندس عزیز من مشتاقم این مباحث رو پیگیری کنم. چرا ادامه نمیدین؟

[aliila]

پاسخ : دوره کوتاه مدت آموزش طراحی سیستم های کنترلی

مهندس عزیز من مشتاقم این مباحث رو پیگیری کنم. چرا ادامه نمیدین؟

متاسفانه کسی از بچه ها کمک نکرد و فعلا روی یک قسمت دیگه کار میکنم . برای همین قسمت کنترلر هنوز خوابیده . ولی حتما ادامه میدم .

[rastinrastini]

پاسخ : دوره کوتاه مدت آموزش طراحی سیستم های کنترلی

سلام روزتون بخیر. ببخشید من تخصصم این حوزه نیست ولی علاقمندم. می خوام یک وسیله 20 تا 25 کیلویی را بتونم در یکی از ساده ترین حالت ها جلو و عقب ببرم. مثلا 1 ثانیه بره جلو و 1 ثانیه بیاد عقب. بنظر شما چه موتوری براش بزارم و چه نیازمندی هایی داره؟