Robust PID controller design for belt conveyor system - Addy Wahyudie (Chulalongkorn University, 2004)
ตัวควบคุมแบบสัดส่วน-ปริพันธ์-อนุพันธ์ (ตัวควบคุมพีไอดี) เป็นตัวควบคุมที่ใช้อย่างแพร่หลายในระบบควบคุมอัตโนมัติ ในวิทยานิพนธ์ฉบับนี้เราพิจารณาปัญหาการออกแบบตัวควบคุมพีไอดีเพื่อประกันเสถียรภาพและสมรรถนะคงทน สำหรับระบบสัญญาณเข้าหนึ่งสัญญาณ-สัญญาณออกหนึ่งสัญญาณ ภายใต้ความไม่แน่นอนของแบบจำลองคณิตศาสตร์ ก่อนหน้านี้ ปัญหาดังกล่าวสามารถแปลงเป็นปัญหาการทำให้เสถียรพร้อมกันระหว่างพหุนามลักษณะเฉพาะของวงปิด กับวงศ์ของพหุนามเชิงซ้อน เมื่อกำหนดอัตราสัดส่วนของตัวควบคุมที่ค่าหนึ่ง อัตราขยายปริพันธ์และอัตราขยายอนุพันธ์สามารถคำนวณได้ทันทีจากการโปรแกรมเชิงเส้น ลักษณะสำคัญของแนวทางนี้คือ การคำนวณได้ผลลัพธ์เป็นเซตของตัวควบคุมทั้งหมดที่ยอมรับได้ นั่นคือสอดคล้องกับเงื่อนไขการออกแบบ งานวิจัยนี้ยังนำเสนอระเบียบวิธีสำหรับการทำให้เสถียรของพหุนาม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โปรแกรม MATLAB ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อหา อัตราขยายพีไอดีที่เหมาะสม เราได้ทดสอบกับระบบตัวอย่างที่ครอบคลุมปัญหาเสถียรภาพ ณ สภาวะระบุไปจนถึงปัญหาเสถียรภาพและสมรรถนะคงทน โปรแกรมคอมพิวเตอร์ประยุกต์ใช้แนวทางการทำให้เสถียรของพหุนามอย่างมีเอกภาพและได้ขั้นตอนมีระเบียบแบบแผน ต่อมาเราใช้โปรแกรมที่พัฒนาขึ้น ออกแบบตัวควบคุมพีไอดีสำหรับระบบสายพานลำเลียงในขนาดของห้องปฏิบัติการ หลังจากป้อนข้อมูลแบบจำลองพลวัตและความไม่แน่นอน โปรแกรมจะแสดงผลลัพธ์เป็นบริเวณที่ยอมรับได้ของพารามิเตอร์พีไอดีที่สอดคล้องกับเงื่อนไขเสถียรภาพ ณ สภาวะระบุและสมรรถนะคงทน ตามลำดับ บริเวณที่ยอมรับได้ของพารามิเตอร์พีไอดีสามารถแสดงเป็นลักษณะสองมิติ (เมื่อกำหนดให้ K[subscript p] เป็นค่าคงที่ค่าหนึ่ง) หรือ สามมิติ (เมื่อกำหนดให้ K[subscript p] แปรค่าได้หลายค่า) การจำลองผลด้วยคอมพิวเตอร์ยืนยันว่าตัวควบคุมพีไอดีที่เลือกขึ้นมา ให้ผลตอบสนองเป็นที่น่าพอใจ ทั้งสมรรถนะ ณ สภาวะระบุและสมรรถนะคงทน เมื่อเปรียบเทียบผลลัพธ์ที่ได้กับตัวควบคุมจากวิธี Ziegler-Nichols สังเกตว่าตัวควบคุมจากวิธี Ziegler-Nichols มีค่าอยู่ใกล้กับขอบของบริเวณที่ยอมรับได้ ดังนั้นโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่พัฒนาขึ้นนับเป็น เครื่องมือที่มีประสิทธิผลและเป็นประโยชน์ต่อการปรับจูนค่าพีไอดีคงทน