Kendinden ayarlamalı sayısal PID tasarımı

Abstract

ÖZET Anahtar Kelimeler: Nichols-Ziegler, PID, Eğri uydurma Bu çalışmada kendinden ayarlamalı PID kontrolörleri ele alınmış ve açık çevrim Nichols-Ziegler metodu kullanarak bu şekilde çalışan bir PID kontrolörü, 8051 tabanlı DS5000T mikrokontrolörü kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen kontrolör bir fırın modeli üzerinde denenmiş ve başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Kendinden ayarlama metodları, özellikle matematiksel modellerinin çıkarılması zor olan fiziksel sistemlerin kontrolünde kullanışlıdır. Bu çalışmada kullanılan açık çevrim Nichols-Ziegler metodunda, önce sisteme bir giriş işareti uygulanmış ve sistem bu giriş işareti için kararlı hale gelene kadar sistem çıkışından sıcaklık değeri ölçülmüştür. Sistem kararlı hale geldikten sonra Matlab ortamında, alınan sıcaklık değerlerine karşılık gelen "sistem cevap eğrisi" oluşturulmuş, bu eğri üzerinden maksimum eğim ve ölü zaman hesaplanmıştır. Bu değerler Nichols-Ziegler ifadelerinde yerine konarak PHD katsayıları bulunmuştur. Daha sonra PID katsa yıları, mikrokontrolör için yazılan programda yerlerine konularak dijital PID kontrolörü gerçekleştirilmiştir. ıx

SELF TUNING PID DESIGN SUMMARY Keywords: Nichols-Ziegler, Curve Fitting, PID In this study a self tuning PID controller design has been proposed, and the PID controller, which is obtained using the open loop Nichols Ziegler method has been designed by 8051 based DS5000T microcontroller. Designed controller then has been applied to an oven model to control its tempature and successfull results have been obtained by simulation. The self tuning methods are especially used in controlling the physical systems which are diffucult to obtained their mathematical models. In the open loop Nichols- Ziegler method, an input signal has been applied to the system, then the system output temperature has been measured until the system has been stabilized at the steady state condition. In this condition, the tempature data have been used in the Matlab to obtain the system's response curve. Using the response curve, maximum slope and dead time have been calculated then the PID parameters have been obtained using the values in the Nichols-Ziegler formulae. Resulting PID parameters then have been implemented using the microcontroller software program for the controller design. x