PI

PID

جدول ۲-۴ روش تنظیم ضرایب PID (روش دوم)
در این روش نیز تابع تبدیل کنترل کننده بصورت زیر خواهد بود.
۴- ۵- طراحی کنترل کننده حرکات عمودی
در این قسمت از پایان‌نامه تلاش شده است تا کنترل کننده PID براساس روش‌ها زیگلر- نیکولز ارائه شده در بخش قبل و همچنین با بهره گرفتن از الگوریتم بهینه سازی LQR طراحی گردد.
در این مرحله همانطور که گفته شد حرکت عمودی و افقی پلتفرم بطور جداگانه کنترل می‌کردند. برای این منظور معادلات ساده‌سازی شده حرکت مطابق با معادلات ۱۲-۴ مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

۴ – ۵ – ۱- طراحی کنترل کننده برای پلتفرم براساس روش زیگلر- نیکولز:
زاویه تغییرات حرکت عمودی با توجه به جهت گیمبال‌های داخلی و میانی تعیین می‌گردد. این حرکت در شکل ۷-۴ نشان داده شده است.
حرکت افقی
حرکت عمودی
شکل ۷-۴ چگونگی حرکات افقی و عمودی در ژیروسکوپ
سرعت پاسخ سیستم برای یک پلتفرم پایدار شده حیاتی نمی‌باشد ولی می‌تواند در میزان سرعت پاسخ به یک ورودی متغیر مؤثر باشد. از طرفی اگر پاسخ خیلی سریع باشد می‌تواند بعضی دینامیک‌های مدل نشده سیستم را در عالم واقع تحریک کند. بنابراین با توجه به مسائل گفته شده کنترل­ کننده ­ای طراحی می‌گردد که ویژگی‌های زیر را داشته باشد:
۱- زمان خیزش کمتر از ۲۰ ثانیه
۲- بالازدگی کمتر از ۱۰%
۳- خطای ماندگار صفر
از آنجا که سیستم دارای دو ورودی می‌باشد از یک کنترل کننده PID استفاده شده است که پارامترهای آن دو بار بهینه می‌شوند. در مرحله اول با اعمال یک ورودی و صفر قرار دادن ورودی بعدی این پارامترها تعیین شده و در مرحله دوم ورودی اول صفر و ورودی دوم اعمال می­گردد و فرایند بهینه‌سازی پارامترها از شرط اولیه بدست آمده در مرحله قبل تکرار می­ شود. نحوه قرار گرفتن این کنترلر و به روزرسانی پارامترهای آن به روش زیگلر- نیکلز در قالب بلوک دیاگرام در شکل ۸-۴ و همچنین شبیه­سازی شده آن در محیط متلب در شکل ۹-۴ نشان داده شده است.
Ziegler-Nichols parameter selection
PID Controller
Gyroscope
+
_
+
_
+
+
Input 1
Input 2
شکل ۸-۴ بلوک دیاگرام کنترل به روش زیگلر- نیکلز
شکل ۹-۴- چگونگی قرار گرفتن کنترل کننده PID در سیستم خطی‌سازی شده
حال طبق روش زیگلر نیکولز، ابتدا پاسخ پله سیستم نسبت به ورودی در گیمبال ۱ مورد بررسی قرار می‌گیرد. فرض شده است که در این شکل مطلوب رسیدن مجموع زوایای  و  به مقدار  میباشد. با توجه به شکل (۱۰-۴) می توان پاسخ حلقه باز پله سیستم را ترکیبی از یک پاسخ فوق میرا و یک سیگنال نوسانی میرا در نظر گرفت. لذا می‌توان پاسخ را بصورت شکل ۱۱-۴ در نظر گرفت و طبق روش زیگلر نیکولز ضرایب را تعیین نمود.

شکل ۱۰-۴- پاسخ پله سیستم نسبت به ورودی پله  در گیمبال۱

شکل ۱۱-۴- پاسخ پله سیستم نسبت به ورودی پله  در گیمبال ۱ بدون سیگنال نوسانی