نقطة الضبط (نظام التحكم)

في علم التحكم الآلي ونظرية التحكم ، نقطة الضبط ( SP ؛ ^[1] ونقطة الضبط أيضًا ) هي القيمة المرغوبة أو المستهدفة لمتغير أساسي، أو قيمة عملية (PV) لنظام تحكم ، ^[2] والتي قد تختلف عن القيمة المقاسة الفعلية للمتغير. إن انحراف مثل هذا المتغير عن نقطة الضبط الخاصة به هو أحد أسس التنظيم الخاضع للتحكم عن طريق الخطأ باستخدام التغذية الراجعة السلبية للتحكم التلقائي. ^[3] يمكن أن تكون نقطة الضبط أي كمية أو معلمة فيزيائية يسعى نظام التحكم إلى تنظيمها، مثل درجة الحرارة أو الضغط أو معدل التدفق أو الموضع أو السرعة أو أي سمة أخرى قابلة للقياس.

في سياق وحدة التحكم PID ، تمثل نقطة الضبط المرجع أو الهدف لمتغير العملية المتحكم فيه. وهي بمثابة معيار يتم من خلاله مقارنة متغير العملية الفعلي (PV) باستمرار. تحسب وحدة التحكم PID إشارة خطأ عن طريق أخذ الفرق بين نقطة الضبط والقيمة الحالية لمتغير العملية . رياضيًا، يتم التعبير عن هذا الخطأ على النحو التالي:

${\displaystyle e(t)=SP-PV(t),}$

أين هو الخطأ في وقت معين ، هو نقطة الضبط، هو متغير العملية في الوقت . ${\displaystyle e(t)}$${\displaystyle t}$${\displaystyle SP}$${\displaystyle PV(t)}$${\displaystyle t}$

يستخدم متحكم PID إشارة الخطأ هذه لتحديد كيفية ضبط خرج التحكم لتقريب متغير العملية قدر الإمكان إلى نقطة الضبط مع الحفاظ على الاستقرار وتقليل التجاوز .

نظام تثبيت السرعة

يمكن استخدام الخطأ لإعادة النظام إلى حالته الطبيعية. ومن الأمثلة اليومية على ذلك مثبت السرعة في مركبة على الطريق؛ حيث تتسبب التأثيرات الخارجية مثل التدرجات في حدوث تغييرات في السرعة (PV)، كما يغير السائق أيضًا السرعة المحددة المطلوبة (SP). تعمل خوارزمية التحكم التلقائي على استعادة السرعة الفعلية إلى السرعة المطلوبة بالطريقة المثلى، دون تأخير أو تجاوز، عن طريق تغيير خرج الطاقة لمحرك المركبة. وبهذه الطريقة، يتم استخدام الخطأ للتحكم في PV بحيث تساوي SP. يتم استخدام مجموعة واسعة من الأخطاء بشكل كلاسيكي في وحدة التحكم PID . ${\displaystyle SP-PV}$${\displaystyle SP-PV}$${\displaystyle SP-PV}$

التطبيقات الصناعية

يجب إعطاء اعتبار خاص للتطبيقات الهندسية. في الأنظمة الصناعية، قد تحد القيود المادية أو العملية من نقطة الضبط المحددة. على سبيل المثال، قد يكون المفاعل الذي يعمل بكفاءة أكبر في درجات حرارة أعلى قادرًا على تحمل 500 درجة مئوية. ومع ذلك، لأسباب تتعلق بالسلامة، ستكون نقطة الضبط لحلقة التحكم في درجة حرارة المفاعل أقل بكثير من هذا الحد، حتى لو كان هذا يعني أن المفاعل يعمل بكفاءة أقل.

• التحكم في العملية
• وحدة تحكم تناسبية - تكاملية - مشتقة