Analytical Design of PID Controllers

این مقاله یک رویکرد تحلیلی جدید را برای طراحی کنترل‌کننده‌های مشتق انتگرالی متناسب (PID) برای گیاهان خطی با زمان ثابت ارائه می‌کند. نویسندگان یک روش به کمک کامپیوتر را برای سنتز کنترل‌کننده‌های PID که مشخصات طراحی متعدد را برآورده می‌کنند، توسعه می‌دهند. نتیجه یک رویکرد هندسی است که می‌تواند برای تعیین روش‌های این گونه طرح‌ها با استفاده از گرافیک‌های رایانه‌ای دو بعدی و سه بعدی استفاده شود.

متن بر روی محاسبه مجموعه تثبیت‌کننده کامل که قبلاً توسط نویسندگان توسعه داده شده بود، گسترش می‌یابد. در اینجا ارائه شده است. سپس این مجموعه به طور سیستماتیک برای دستیابی به مشخصات طراحی چندگانه به طور همزمان مورد سوء استفاده قرار می گیرد. این مشخصات شامل بهره کلاسیک و حاشیه فاز، تحمل تاخیر زمانی، زمان ته نشینی و مرزهای هنجار بی نهایت H است. نتایج برای سیستم های زمان پیوسته و گسسته توسعه یافته است. افزونه‌ای برای سیستم‌های چند متغیره نیز گنجانده شده است.

طراحی تحلیلی کنترل‌کننده‌های PID روش جدیدی برای طراحی کنترل‌کننده‌های PID ارائه می‌کند که آن را برای محققان و متخصصان حرفه‌ای ایده‌آل می‌کند. در صنایع سنتی و همچنین صنایعی که با وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین، ماشین‌های بدون راننده و روبات‌های خودران مرتبط هستند.

This monograph presents a new analytical approach to the design of proportional-integral-derivative (PID) controllers for linear time-invariant plants. The authors develop a computer-aided procedure, to synthesize PID controllers that satisfy multiple design specifications. A geometric approach, which can be used to determine such designs methodically using 2- and 3-D computer graphics is the result.

The text expands on the computation of the complete stabilizing set previously developed by the authors and presented here. This set is then systematically exploited to achieve multiple design specifications simultaneously. These specifications include classical gain and phase margins, time-delay tolerance, settling time and H-infinity norm bounds. The results are developed for continuous- and discrete-time systems. An extension to multivariable systems is also included.

Analytical Design of PID Controllers provides a novel method of designing PID controllers, which makes it ideal for both researchers and professionals working in traditional industries as well as those connected with unmanned aerial vehicles, driverless cars and autonomous robots.