مقدمه

یک سیستم که در هنگام تغییر رفتار با توجه به شرایط جدید یا تغییرات در محیط سازگار است.یک کنترل کننده تطبیقی نوعی کنترل کننده است که می تواند رفتار خود را در پاسخ به تغییرات در پویایی سیستم و اختلالات فرآیند تغییر دهد.

مفهوم کنترل تطبیقی

تعاریف زیادی از کنترل تطبیقی وجود دارد، یکی از پذیرفته‌شده‌ترین آنها این است که نوعی سیستم کنترل ویژه غیرخطی است که در آن می‌توان وضعیت فرآیند را در مقیاس‌های دو زمانه که با سرعت‌های متفاوتی تکامل می‌یابد جدا کرد.

انواع بسیاری از کنترل کننده ها وجود دارند که در صورت وجود تغییرات در پارامترهای سیستم، ویژگی های تنظیم خوبی را ارائه می دهند. اما با توجه به تعریف فوق، آنها واقعاً تطبیقی نیستند، زیرا انطباق در یک حلقه باز انجام می شود.

شکل زیر یک شماتیک کلی از یک کنترل کننده تطبیقی را نشان می دهد. سه مرحله در طراحی یک کنترلر مدرن انجام می شود. مدلسازی سیستم، شناسایی پارامترهای مدل و در نهایت طراحی کنترلر.

شکل 1 ) شماتیک کلی از یک کنترل کننده تطبیقی

سیستم‌های تطبیقی، به طور کلی، امکان خودکارسازی دو مرحله آخر را فراهم می‌کنند، اگرچه کنترل‌کننده‌های مورد استفاده در سیستم‌های تطبیقی می‌توانند خطی باشند.

برای مثال، کنترل‌کننده‌های نوع PID، با حداقل واریانس، پیش‌بینی‌کننده و غیره، وقتی با قوانین تنظیم پارامتر ترکیب شوند، کل سیستم به یک سیستم غیرخطی تبدیل می‌شود. بنابراین، تمام تحلیل های پایداری باید با تکنیک های قابل اجرا در سیستم های غیر خطی انجام شود.

کنترل تطبیقی به یک روش کنترل مربوط می شود و توسط یک کنترل کننده استفاده می شود که باید با یک سیستم کنترل شده با پارامترهای انحرافی یا نامشخص سازگار شود.

یک سیستم کنترل تطبیقی تغییرات در عملکرد فرآیند را شناسایی کرده و به طور خودکار پارامترهای کنترلی را تنظیم می کند. این برای جبران تغییر شرایط فرآیند مورد نیاز است. در نهایت، وظیفه آن بهینه سازی پاسخ حلقه است.

کنترل تطبیقی چیست؟

به طور خاص، کنترل تطبیقی مجموعه‌ای از تکنیک‌ها است که اجازه می‌دهد مقدار پارامترهای کنترلی در زمان واقعی تنظیم شود و امکان نظارت خوب بر متغیرهای کنترل‌شده را فراهم می‌کند، حتی اگر پارامترهای کارخانه ناشناخته باشند یا در طول زمان تغییر کنند.

این کنترل نوع خاصی از کنترل غیر خطی است و فرآیند را می توان به مقیاس دو زمانه تقسیم کرد: زمان سریع (حلقه بازخورد) و زمان آهسته (تغییر پارامترهای کنترل که بر اتوماسیون ها تأثیر می گذارد).

چرا یک کنترل تطبیقی و نه یک کنترل معمولی؟

شکل 2 ) شماتیک کنترل تطبیقی PH

کنترل کننده های معمولی برای تنظیم سیستم های خطی و تغییرناپذیر زمان (LTI) طراحی شده اند. این تقریب برای نقاط عملیاتی ثابت با اختلالات کوچک صادق است.

وقتی این تقریب دیگر درست نیست، عملکرد کنترل کننده های معمولی دیگر خوب نیست. از سوی دیگر، کنترل تطبیقی ​​با تغییر پارامترهای کنترلی خود، حفظ و تداوم کنترل خوب فرآیند، قابلیت تطبیق را دارد.

کنترل تطبیقی ​​روشی است که در آن پاسخ یک کنترل کننده به طور خودکار بر اساس تغییرات شرایط درون فرآیند تغییر می کند.

یک کنترل کننده تطبیقی ​​شامل یک کامپیوتر کوچک است که برای تغییر پاسخ کنترل کننده در زمانی که خطا درست نیست برنامه ریزی شده است. کنترل تطبیقی ​​نام خود را از توانایی کنترل کننده برای تطبیق پاسخ خود با شرایط متغیر گرفته است.

کنترل تطبیقی ​​معمولاً در شرایطی استفاده می شود که بهره فرآیند خطی نیست، مانند کنترل pH.

کنترل تطبیقی ​​کنترلی است که با تغییرات دینامیکی در سیستم در طول زمان سازگار می شود. تکنیک های مختلفی برای اعمال این نوع کنترل وجود دارد که می توان آنها را به دو گروه بزرگ طبقه بندی کرد:

طبقه بندی سیستم های کنترل تطبیقی

دو نوع سیستم کنترل تطبیقی وجود دارد. آن ها هستند

1. کنترل تطبیقی غیر مستقیم
2. کنترل تطبیقی مستقیم

کنترل تطبیقی غیر مستقیم

شکل 3 ) شماتیک کنترل تطبیقی غیرمستقیم

مکانیزم تنظیم پارامتر برای به دست آوردن تخمینی از پارامترهای یک مدل سیستم اعمال می شود.

بر اساس این فرض که پارامترهای فرآیند خوب هستند، پارامترهای کنترل کننده به عنوان راه حلی برای یک مشکل طراحی با استفاده از پارامترهای برآورد شده به دست می آیند.

در این مورد، مکانیسمی برای تخمین پارامترهای سیستم قابل تشخیص است.

کنترل تطبیقی مستقیم

شکل 4 ) شماتیک کنترل تطبیقی مستقیم

مکانیسم تنظیم پارامتر، مستقیماً نشان می دهد که پارامترهای کنترلر باید در چه شکلی تنظیم شوند. این بدان معناست که پارامترهای کنترلر باید بر حسب پارامترهای مدل سیستم پارامتری شوند.

لازم به ذکر است که طرح‌های تطبیقی مستقیم مستلزم ویژگی‌های خاصی از سیستمی است که قرار است روی آن اعمال شود، در حالی که طرح‌های غیرمستقیم به طور کلی کاربرد دارند، می‌توان روش‌های مختلف شناسایی را اعمال کرد و بر اساس پارامترهای به‌دست‌آمده، یک کنترل‌کننده خاص طراحی کرد.

از نظر تاریخی، روش‌های غیرمستقیم مطابق با تنظیم‌کننده‌های خود تنظیم (تنظیم‌کننده خود تنظیم) و طرح‌های مستقیم به تنظیم‌کننده‌ها با مدل مرجع (کنترل تطبیقی مرجع مدل) در نظر گرفته می‌شوند. در حال حاضر این جدایی چندان واضح نیست. اصطلاح دیگری که برای این جداسازی استفاده می شود، کنترل کننده های تطبیقی صریح (غیر مستقیم) و ضمنی (مستقیم) است.

منبع : برق تِک