تنظیم پارامترهای کنترل‌کننده‌ی pid جهت کنترل دما در رساناهای مختلف

کنترل‌کننده تناسبی انتگرالی مشتقی (pid)، یک الگوریتم و روش کنترل حلقه بسته با بهره گیری از مفهوم بازخوردی است که در بسیاری از فرایندهای صنعتی برای کنترل سرعت موتورهای dc، کنترل فشار، کنترل دما و غیره به کار می رود. در این مقاله به طراحی و تنظیم مقادیر بهینه پارامترهای کنترل کننده pid پرداخته شده است. جهت این کار یک جسم افقی با رسانایی های 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 می دهد برای پایداری سیستم هایی با رسانایی گرمایی ضعیف (مقدار α کوچک) باید   باشد. برای سیستم هایی با رسانایی گرمایی متوسط باید0.1   باشد. برای سیستم هایی با رسانایی گرمایی قوی (مقدار α بزرگ) باید   انتخاب کرد. با توجه به بهینه سازی انجام شده kd در هر سه حالت مقداری کوچک بود بنابراین می توان از کنترل کننده pi در چنین سیستم هایی استفاده کرد.

adjustment of optimal parameters to control the temperature in different conductors

pid controller is a closed loop control algorithm and method using the concept of feedback that is used in many industrial processes to control the speed of dc motors, pressure control, temperature control, and so on. for this purpose, a horizontal object with different conductivities was chosen to control its temperature by changing the heat flux. then, the studied system was written in the state space. in this method, partial differential equations were converted into ordinary differential equations with the help of finite difference, then a suitable controller was designed for temperature control. in this method, the differential equations expressing the process were written as simultaneous first order differential equations. the results show that for the stability of systems with poor thermal conductivity (small α value), should be  k_p/k_i =10. for systems with medium thermal conductivity should be k_p/k_i =0.1. for systems with strong thermal conductivity (large α value) should be k_p/k_i =1. according to the optimization done, kd was a small value in all three cases, so the pi controller can be used in such systems.