परिचय
सबसे पहले, हमें यह विचार करने की आवश्यकता है कि वास्तव में इस चीज को सिस्टम की आवेग प्रतिक्रिया कहा जाता है और इसका क्या मतलब है। यह एक अमूर्त अवधारणा है जिसे कल्पना करने के लिए थोड़ा सोचना पड़ता है। मैं कठोर गणित में नहीं जा रहा हूँ। मेरी बात यह है कि कुछ अंतर्ज्ञान देने की कोशिश करें कि यह चीज क्या है, जिसके कारण आप इसका उपयोग कैसे कर सकते हैं।
उदाहरण नियंत्रण समस्या
कल्पना कीजिए कि आपके पास एक बड़ा वसा शक्ति अवरोधक था जिस पर तापमान सेंसर लगा था। सब कुछ बंद और परिवेश के तापमान पर शुरू होता है। जब आप बिजली पर स्विच करते हैं, तो आप जानते हैं कि सेंसर पर तापमान अंततः बढ़ जाएगा और स्थिर हो जाएगा, लेकिन सटीक समीकरण भविष्यवाणी करना बहुत कठिन होगा। मान लीजिए कि सिस्टम में लगभग 1 मिनट का समय है, हालांकि "समय स्थिर" पूरी तरह से लागू नहीं होता है क्योंकि तापमान एक अच्छा घातीय में नहीं बढ़ता है क्योंकि यह एक एकल ध्रुव वाले सिस्टम में होगा, और इसलिए एक ही समय निरंतर । मान लीजिए कि आप तापमान को सही तरीके से नियंत्रित करना चाहते हैं, और क्या यह एक नए स्तर पर बदल गया है और यदि आप उचित बिजली के स्तर पर बस का इंतजार कर रहे हैं और इंतजार किया तो यह तेजी से काफी तेजी से आगे रहेगा।
मूल रूप से, आपके पास नियंत्रण प्रणाली की समस्या है। खुले लूप की प्रतिक्रिया यथोचित दोहराई जाती है और कहीं न कहीं एक समीकरण है जो इसे अच्छी तरह से मॉडल करता है, लेकिन समस्या यह है कि आपके पास उस समीकरण को प्राप्त करने के लिए बहुत अधिक अनहोनी हैं।
पीआईडी नियंत्रण
इसे हल करने का एक क्लासिक तरीका पीआईडी नियंत्रक है। प्लेइस्टोसिन में वापस जब यह एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स में किया जाना था, तो लोग चालाक हो गए और एक ऐसी योजना के साथ आए, जिसने हाथ में एनालॉग क्षमताओं के साथ अच्छी तरह से काम किया। आनुपातिक , अभिन्न और व्युत्पन्न के लिए उस योजना को "पीआईडी" कहा जाता था ।
पी शब्द
आप त्रुटि को मापना शुरू करते हैं। यह सिर्फ मापी गई सिस्टम प्रतिक्रिया है (हमारे मामले में सेंसर द्वारा रिपोर्ट किया गया तापमान) माइनस कंट्रोल इनपुट (वांछित तापमान सेटिंग)। आमतौर पर इन्हें वोल्टेज सिग्नल के रूप में उपलब्ध होने की व्यवस्था की जा सकती है, इसलिए त्रुटि का पता लगाना केवल एक एनालॉग अंतर था, जो काफी आसान है। आप सोच सकते हैं कि यह आसान है। आपको बस इतना करना है कि उच्च शक्ति के साथ अवरोधक को ड्राइव करें उच्च त्रुटि है। जब यह बहुत अधिक ठंडा और ठंडा होने पर ठंडा होने पर स्वचालित रूप से इसे गर्म बनाने की कोशिश करेगा। वह काम करता है, सॉर्टो। ध्यान दें कि इस योजना को किसी भी गैर-शून्य नियंत्रण आउटपुट (पावर ड्राइविंग रेसिस्टर) के कारण कुछ त्रुटि की आवश्यकता है। वास्तव में, इसका मतलब है कि उच्च शक्ति की जितनी अधिक आवश्यकता है, उतनी ही बड़ी त्रुटि है क्योंकि उच्च शक्ति प्राप्त करने का एकमात्र तरीका है। अब आप कह सकते हैं कि आपको केवल इतना करना है कि लाभ को क्रैंक करें ताकि उच्च शक्ति से बाहर भी त्रुटि स्वीकार्य हो। आखिरकार, यह बहुत अधिक आधार है कि बहुत सारे सर्किट में ऑप्स का उपयोग कैसे किया जाता है। आप सही हैं, लेकिन असली दुनिया आमतौर पर आपको इससे दूर नहीं होने देगी। यह कुछ सरल नियंत्रण प्रणालियों के लिए काम कर सकता है, लेकिन जब प्रतिक्रिया के लिए सभी प्रकार की सूक्ष्म झुर्रियाँ होती हैं और जब यह एक महत्वपूर्ण समय ले सकता है तो आप कुछ के साथ समाप्त होते हैं जब लाभ बहुत अधिक होता है। एक और तरीका रखो, सिस्टम अस्थिर हो जाता है। लेकिन जब प्रतिक्रिया के लिए सभी प्रकार की सूक्ष्म झुर्रियाँ होती हैं और जब आपको एक महत्वपूर्ण समय लग सकता है, तो आप किसी ऐसी चीज़ के साथ समाप्त हो जाते हैं जब लाभ बहुत अधिक होता है। एक और तरीका रखो, सिस्टम अस्थिर हो जाता है। लेकिन जब प्रतिक्रिया के लिए सभी प्रकार की सूक्ष्म झुर्रियाँ होती हैं और जब आपको एक महत्वपूर्ण समय लग सकता है, तो आप किसी ऐसी चीज़ के साथ समाप्त हो जाते हैं जब लाभ बहुत अधिक होता है। एक और तरीका रखो, सिस्टम अस्थिर हो जाता है।
जो मैंने ऊपर वर्णित किया वह पीआईडी का पी (प्रोप्रोटेक्शनल) हिस्सा था। जैसे आप आउटपुट को एरर सिग्नल के लिए आनुपातिक बना सकते हैं, वैसे ही आप समय व्युत्पन्न और त्रुटि के अभिन्न के लिए भी शब्द जोड़ सकते हैं। इनमें से प्रत्येक P, I, और D संकेतों का नियंत्रण आउटपुट सिग्नल का उत्पादन करने से पहले अलग-अलग लाभ हैं।
मैं समाप्त करता हूं
I शब्द त्रुटि को समय के साथ समाप्त करने की अनुमति देता है। जब तक कोई सकारात्मक त्रुटि होती है, तब तक I शब्द संचित होता रहेगा, अंततः नियंत्रण आउटपुट को उस बिंदु तक बढ़ाता है जहां समग्र त्रुटि चली जाती है। हमारे उदाहरण में, यदि तापमान लगातार कम होता है, तो यह लगातार प्रतिरोध में शक्ति को बढ़ाता रहेगा जब तक कि आउटपुट तापमान अंत में कम नहीं होता है। उम्मीद है कि आप देख सकते हैं कि यह केवल एक उच्च पी टर्म की तुलना में तेजी से अस्थिर हो सकता है। अपने आप में एआई शब्द आसानी से ओवरशूट का कारण बन सकता है, जो आसानी से दोलन बन जाते हैं।
D शब्द
डी शब्द को कभी-कभी छोड़ दिया जाता है। डी शब्द का मूल उपयोग थोड़ा स्थिरता जोड़ना है ताकि पी और आई शब्द अधिक आक्रामक हो सकें। डी शब्द मूल रूप से कहता है कि अगर मैं पहले से ही सही दिशा में जा रहा हूं, तो गैस पर थोड़ा लेट जाऊं जो मुझे लगता है कि अब हमें वहां मिल रहा है ।
ट्यूनिंग पीआईडी
PID नियंत्रण की मूल बातें बहुत सरल हैं, लेकिन P, I, और D शब्द प्राप्त करना सही नहीं है। यह आमतौर पर बहुत सारे प्रयोग और ट्विकिंग के साथ किया जाता है। अंतिम उद्देश्य एक समग्र प्रणाली प्राप्त करना है जहां आउटपुट जितनी जल्दी हो सके, लेकिन अत्यधिक ओवरशूट या रिंगिंग के बिना प्रतिक्रिया करता है, और निश्चित रूप से इसे स्थिर होने की आवश्यकता है (अपने दम पर दोलन शुरू नहीं करें)। पीआईडी नियंत्रण पर कई किताबें लिखी गई हैं, समीकरणों में थोड़ी झुर्रियों को कैसे जोड़ा जाए, लेकिन विशेष रूप से उन्हें "ट्यून" कैसे किया जाए। ट्यूनिंग इष्टतम पी, आई, और डी लाभ को विभाजित करने के लिए संदर्भित करता है।
PID नियंत्रण प्रणाली काम करती है, और निश्चित रूप से बहुत विद्या और तरकीबें हैं जिससे वे अच्छी तरह से काम कर सकें। हालाँकि, PID नियंत्रण नियंत्रण प्रणाली के लिए एकल सही उत्तर नहीं है। लोग यह भूल गए हैं कि पीआईडी को पहले स्थान पर क्यों चुना गया था, जो कि सार्वभौमिक इष्टतम नियंत्रण योजना के कुछ प्रकार की तुलना में एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स के संदर्भों के साथ अधिक था। दुर्भाग्य से, आज भी बहुत से इंजीनियर पीआईडी के साथ "कंट्रोल सिस्टम" की बराबरी करते हैं, जो एक छोटी सोच वाले घुटने की प्रतिक्रिया से ज्यादा कुछ नहीं है। यह आज की दुनिया में पीआईडी नियंत्रण को गलत नहीं बनाता है, लेकिन नियंत्रण समस्या पर हमला करने के कई तरीकों में से केवल एक है।
पीआईडी से परे
आज, तापमान उदाहरण की तरह कुछ के लिए एक बंद लूप नियंत्रण प्रणाली एक माइक्रोकंट्रोलर में किया जाएगा। ये एक त्रुटि मान के व्युत्पन्न और अभिन्न लेने की तुलना में कई और चीजें कर सकते हैं। एक प्रोसेसर में आप विभाजित कर सकते हैं, वर्गमूल, हाल के मूल्यों का इतिहास, और बहुत कुछ रख सकते हैं। पीआईडी के अलावा कई नियंत्रण योजनाएं संभव हैं।
आवेग प्रतिक्रिया
इसलिए एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स की सीमाओं के बारे में भूल जाएं और वापस कदम बढ़ाएं और सोचें कि हम पहले सिद्धांतों पर वापस जाने वाली प्रणाली को कैसे नियंत्रित कर सकते हैं। क्या होगा अगर नियंत्रण उत्पादन के हर छोटे टुकड़े के लिए हमें पता था कि सिस्टम क्या करेगा। निरंतर नियंत्रण आउटपुट तो बहुत सारे छोटे टुकड़ों का योग है। चूंकि हम जानते हैं कि प्रत्येक टुकड़े का परिणाम क्या है, हम जान सकते हैं कि नियंत्रण आउटपुट के किसी भी पिछले इतिहास का परिणाम क्या है। अब ध्यान दें कि नियंत्रण आउटपुट का "एक छोटा टुकड़ा" डिजिटल नियंत्रण के साथ अच्छी तरह से फिट बैठता है। आप गणना करने जा रहे हैं कि नियंत्रण आउटपुट क्या होना चाहिए और इसे उस पर सेट करें, फिर वापस जाएं और इनपुट को फिर से मापें, उन से नए नियंत्रण आउटपुट की गणना करें और इसे फिर से सेट करें, आदि। आप नियंत्रण एल्गोरिथ्म को एक लूप में चला रहे हैं। और यह इनपुट्स को मापता है और प्रत्येक लूप पुनरावृत्ति को नियंत्रित करता है। असतत समय पर इनपुट को "नमूना" किया जाता है, और आउटपुट को एक निश्चित अंतराल पर नए मानों के लिए सेट किया जाता है। जब तक आप इस उपवास को पर्याप्त रूप से कर सकते हैं, तब तक आप एक सतत प्रक्रिया में ऐसा होने के बारे में सोच सकते हैं। एक रोकनेवाला हीटिंग के मामले में जो सामान्य रूप से व्यवस्थित होने में कुछ मिनट लगते हैं, निश्चित रूप से प्रति सेकंड कई बार इतनी तेजी से होती है कि सिस्टम स्वाभाविक रूप से एक सार्थक तरीके से प्रतिक्रिया करता है कि आउटपुट को अपडेट करने पर 4 हर्ट्ज सिस्टम के अनुरूप दिखेगा। यह बिल्कुल वैसा ही है जैसा डिजिटल रूप से रिकॉर्ड किया गया संगीत वास्तव में 40-50 kHz रेंज में असतत चरणों में आउटपुट वैल्यू को बदल रहा है और यह इतनी तेज़ है कि हमारे कान इसे सुन नहीं सकते हैं और यह मूल की तरह निरंतर लगता है। आप एक सतत प्रक्रिया में ऐसा होने के बारे में सोच सकते हैं। एक रोकनेवाला हीटिंग के मामले में जो सामान्य रूप से व्यवस्थित होने में कुछ मिनट लगते हैं, निश्चित रूप से प्रति सेकंड कई बार इतनी तेजी से होती है कि सिस्टम स्वाभाविक रूप से एक सार्थक तरीके से प्रतिक्रिया करता है कि आउटपुट को अपडेट करने पर 4 हर्ट्ज सिस्टम के अनुरूप दिखेगा। यह बिल्कुल वैसा ही है जैसा डिजिटल रूप से रिकॉर्ड किया गया संगीत वास्तव में 40-50 kHz रेंज में असतत चरणों में आउटपुट वैल्यू को बदल रहा है और यह इतनी तेज़ है कि हमारे कान इसे सुन नहीं सकते हैं और यह मूल की तरह निरंतर लगता है। आप एक सतत प्रक्रिया में ऐसा होने के बारे में सोच सकते हैं। एक रोकनेवाला हीटिंग के मामले में जो सामान्य रूप से व्यवस्थित होने में कुछ मिनट लगते हैं, निश्चित रूप से प्रति सेकंड कई बार इतनी तेजी से होती है कि सिस्टम स्वाभाविक रूप से एक सार्थक तरीके से प्रतिक्रिया करता है कि आउटपुट को अपडेट करने पर 4 हर्ट्ज सिस्टम के अनुरूप दिखेगा। यह बिल्कुल वैसा ही है जैसा डिजिटल रूप से रिकॉर्ड किया गया संगीत वास्तव में 40-50 kHz रेंज में असतत चरणों में आउटपुट वैल्यू को बदल रहा है और यह इतनी तेज़ है कि हमारे कान इसे सुन नहीं सकते हैं और यह मूल की तरह निरंतर लगता है। निश्चित रूप से प्रति सेकंड कई बार इतनी तेजी से होती है कि सिस्टम स्वाभाविक रूप से एक सार्थक तरीके से प्रतिक्रिया करता है कि 4 हर्ट्ज पर सिस्टम अपडेट होने पर आउटपुट अपडेट होगा। यह बिल्कुल वैसा ही है जैसा डिजिटल रूप से रिकॉर्ड किया गया संगीत वास्तव में 40-50 kHz रेंज में असतत चरणों में आउटपुट मूल्य को बदल रहा है और इतनी तेजी से कि हमारे कान इसे सुन नहीं सकते हैं और यह मूल की तरह निरंतर लगता है। निश्चित रूप से प्रति सेकंड कई बार इतनी तेजी से होती है कि सिस्टम स्वाभाविक रूप से एक सार्थक तरीके से प्रतिक्रिया करता है कि 4 हर्ट्ज पर सिस्टम अपडेट होने पर आउटपुट अपडेट होगा। यह बिल्कुल वैसा ही है जैसा डिजिटल रूप से रिकॉर्ड किया गया संगीत वास्तव में 40-50 kHz रेंज में असतत चरणों में आउटपुट मूल्य को बदल रहा है और इतनी तेजी से कि हमारे कान इसे सुन नहीं सकते हैं और यह मूल की तरह निरंतर लगता है।
यदि हम किसी एक नियंत्रण आउटपुट नमूने के कारण सिस्टम को समय के साथ क्या करेंगे, यह जानने का यह जादुई तरीका है तो हम क्या कर सकते हैं? चूँकि वास्तविक नियंत्रण प्रतिक्रिया नमूनों का एक क्रम है, हम सभी नमूनों से प्रतिक्रिया जोड़ सकते हैं और जान सकते हैं कि परिणामी प्रतिक्रिया क्या होगी। दूसरे शब्दों में, हम किसी भी मनमानी नियंत्रण प्रतिक्रिया तरंग के लिए सिस्टम प्रतिक्रिया की भविष्यवाणी कर सकते हैं।
यह अच्छा है, लेकिन केवल सिस्टम प्रतिक्रिया की भविष्यवाणी करने से समस्या हल नहीं होती है। हालाँकि, और यहाँ अहा पल है, आप इसे इधर-उधर कर सकते हैं और नियंत्रण आउटपुट पा सकते हैं जो किसी भी वांछित सिस्टम प्रतिक्रिया को प्राप्त करने के लिए लिया गया होगा। ध्यान दें कि वास्तव में नियंत्रण समस्या को हल कर रहा है, लेकिन केवल अगर हम किसी भी तरह एक एकल मनमाना नियंत्रण आउटपुट नमूने के लिए सिस्टम प्रतिक्रिया जान सकते हैं।
तो आप शायद सोच रहे हैं, यह आसान है, बस इसे एक बड़ी नब्ज दें और देखें कि यह क्या करता है। हां, यह सिद्धांत में काम करेगा, लेकिन व्यवहार में यह आमतौर पर नहीं होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि कोई भी एक नियंत्रण नमूना, यहां तक कि एक बड़ा भी, चीजों की समग्र योजना में इतना छोटा है कि सिस्टम में मुश्किल से एक औसत दर्जे की प्रतिक्रिया होती है। और याद रखें, प्रत्येक नियंत्रण नमूने को चीजों की योजना में छोटा होना चाहिए ताकि नियंत्रण नमूनों का क्रम सिस्टम को निरंतर महसूस हो। इसलिए ऐसा नहीं है कि यह विचार काम नहीं करेगा, लेकिन व्यवहार में सिस्टम की प्रतिक्रिया इतनी कम है कि इसे माप शोर में दफन किया जाता है। रोकनेवाला उदाहरण में, 100 एमएस के लिए 100 डब्ल्यू के साथ रोकनेवाला को मारने से माप के लिए पर्याप्त तापमान परिवर्तन नहीं होता है।
कदम की प्रतिक्रिया
लेकिन, अभी भी एक रास्ता है। सिस्टम में एक एकल नियंत्रण नमूना डालते समय हमें व्यक्तिगत नमूनों पर सीधे अपनी प्रतिक्रिया दी जाती थी, फिर भी हम सिस्टम में नियंत्रण प्रतिक्रियाओं के एक ज्ञात और नियंत्रित अनुक्रम को डालकर इसका अनुमान लगा सकते हैं और उन पर अपनी प्रतिक्रिया को माप सकते हैं। आमतौर पर यह एक नियंत्रण कदम रखकर किया जाता हैमें, जो हम वास्तव में चाहते हैं, वह एक छोटे से प्रहार की प्रतिक्रिया है, लेकिन एक ही कदम की प्रतिक्रिया बस उसी का अभिन्न अंग है। रोकनेवाला उदाहरण में, हम यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि सब कुछ 0 W पर स्थिर स्थिति है, फिर अचानक शक्ति चालू करें और 10 W को रोकने वाले में डालें। यह अंततः उत्पादन पर एक अच्छी तरह से औसत दर्जे का तापमान परिवर्तन का कारण होगा। सही स्केलिंग के साथ व्युत्पन्न हमें एक व्यक्तिगत नियंत्रण नमूने की प्रतिक्रिया बताता है, भले ही हम इसे सीधे माप नहीं सकते।
इसलिए संक्षेप में, हम एक अज्ञात प्रणाली में एक कदम नियंत्रण इनपुट डाल सकते हैं और परिणामी आउटपुट को माप सकते हैं। इसे स्टेप रेस्पॉन्स कहा जाता है । फिर हम उस समय का व्युत्पन्न करते हैं, जिसे आवेग प्रतिक्रिया कहा जाता है । किसी एक नियंत्रण इनपुट नमूने के परिणामस्वरूप होने वाला सिस्टम आउटपुट केवल आवेग प्रतिक्रिया है जो उचित रूप से उस नियंत्रण नमूने की ताकत को बढ़ाता है। नियंत्रण नमूनों के पूरे इतिहास के लिए सिस्टम प्रतिक्रिया आवेग प्रतिक्रियाओं का एक पूरा समूह है, जो प्रत्येक नियंत्रण इनपुट के लिए समय में बढ़ाया और तिरछा किया जाता है। वह अंतिम ऑपरेशन बहुत सामने आता है और विशेष रूप से दृढ़ विश्वास का नाम है ।
कनवल्शन कंट्रोल
तो अब आपको यह कल्पना करने में सक्षम होना चाहिए कि सिस्टम आउटपुट के किसी भी वांछित सेट के लिए, आप उस आउटपुट को उत्पन्न करने के लिए नियंत्रण इनपुट के अनुक्रम के साथ आ सकते हैं। हालाँकि, एक गोत्र है। यदि आप सिस्टम से बाहर चाहते हैं, तो आप बहुत आक्रामक हो सकते हैं, जिसे हासिल करने के लिए नियंत्रण आदानों को बिना उच्च और निम्न मानों की आवश्यकता होगी। मूल रूप से, जितनी तेज़ी से आप सिस्टम को जवाब देने की उम्मीद करते हैं, उतना ही बड़ा नियंत्रण मूल्यों को दोनों दिशाओं में होना चाहिए। रोकनेवाला उदाहरण में, आप गणितीय रूप से कह सकते हैं कि आप चाहते हैं कि यह तुरंत एक नए तापमान पर जाए, लेकिन यह एक अनंत नियंत्रण संकेत प्राप्त करने के लिए ले जाएगा। धीमी गति से आप तापमान को नए मूल्य में बदल सकते हैं, कम से कम अधिकतम शक्ति जिसे आपको रोकने में सक्षम होना चाहिए। एक और शिकन यह है कि रोकनेवाला में शक्ति को कभी-कभी नीचे जाने की भी आवश्यकता होगी। आप ऐसा कर सकते हैं'
इससे निपटने का एक तरीका नियंत्रण प्रणाली के लिए आंतरिक नियंत्रण से पहले उपयोगकर्ता नियंत्रण इनपुट को फ़िल्टर करने के लिए कम पास करना है। फिगर यूजर्स वही करते हैं जो यूजर्स करना चाहते हैं। उन्हें इनपुट जल्दी से स्लैम करने दें। आंतरिक रूप से आप कम पास फ़िल्टर करते हैं जो इसे चिकना करने के लिए और इसे सबसे तेज़ तक धीमा कर देता है जिसे आप जानते हैं कि आप अधिकतम और न्यूनतम शक्ति को महसूस कर सकते हैं जिसे आप रोकनेवाला में डाल सकते हैं।
वास्तविक विश्व उदाहरण
यहां वास्तविक दुनिया डेटा का उपयोग करके एक आंशिक उदाहरण दिया गया है। यह एक वास्तविक उत्पाद में एक एम्बेडेड सिस्टम से है कि अन्य चीजों के बीच विशिष्ट तापमान पर विभिन्न रासायनिक जलाशयों को बनाए रखने के लिए कुछ दर्जन हीटरों को नियंत्रित करना पड़ता है। इस मामले में, ग्राहक ने पीआईडी नियंत्रण करना चुना (यह वही है जो उन्हें सहज महसूस हुआ), लेकिन सिस्टम स्वयं अभी भी मौजूद है और इसे मापा जा सकता है। यहां एक हीटर से एक कदम इनपुट के साथ ड्राइविंग से कच्चा डेटा है। लूप पुनरावृत्ति का समय 500 एमएस था, जो स्पष्ट रूप से बहुत कम समय है सिस्टम को देखते हुए अभी भी 2 घंटे के बाद इस पैमाने के ग्राफ पर स्पष्ट रूप से बसना है।
इस मामले में आप देख सकते हैं कि हीटर लगभग .35 आकार में ("आउट" मूल्य) के एक चरण के साथ संचालित किया गया था। लंबे समय तक पूर्ण 1.0 कदम रखने के परिणामस्वरूप बहुत अधिक तापमान होता है। आरंभिक ऑफसेट को हटाया जा सकता है और परिणाम को इकाई चरण प्रतिक्रिया के अनुमान के लिए छोटे इनपुट चरण के लिए खाते में बढ़ाया जा सकता है:
इससे आपको लगता है कि यह आवेग प्रतिक्रिया प्राप्त करने के लिए लगातार कदम प्रतिक्रिया मूल्यों को घटाएगा। यह सिद्धांत में सही है, लेकिन व्यवहार में आपको ज्यादातर माप और मात्रा का शोर मिलता है क्योंकि सिस्टम 500 एमएस में इतना कम बदलता है:
मूल्यों के छोटे पैमाने पर भी ध्यान दें। आवेग प्रतिक्रिया 10 6 से बढ़ाकर दिखाया गया है ।
व्यक्तिगत रूप से या यहां तक कि कुछ रीडिंग के बीच स्पष्ट रूप से बड़े बदलाव केवल शोर हैं, इसलिए हम उच्च आवृत्तियों (यादृच्छिक शोर) से छुटकारा पाने के लिए इसे कम पास फ़िल्टर कर सकते हैं, जो उम्मीद करता है कि हमें धीमी अंतर्निहित प्रतिक्रिया देखने देगा। यहाँ एक प्रयास है:
यह बेहतर है और दिखाता है कि वास्तव में सार्थक डेटा होना था, लेकिन अभी भी बहुत अधिक शोर है। यहां कच्चे आवेग डेटा के अधिक कम पास को छानने के साथ एक अधिक उपयोगी परिणाम प्राप्त किया गया है:
अब यह एक ऐसी चीज है जिसके साथ हम वास्तव में काम कर सकते हैं। शेष शोर कुल सिग्नल की तुलना में छोटा है, इसलिए रास्ते में नहीं आना चाहिए। संकेत अभी भी बहुत ज्यादा बरकरार है लगता है। इसे देखने का एक तरीका यह है कि 240 के शिखर को नोटिस किया जाए, यह एक त्वरित दृश्य जांच से ठीक है और नेत्रगोलक पिछले भूखंड को छान रहा है।
तो अब रुकें और सोचें कि यह आवेग प्रतिक्रिया वास्तव में क्या मतलब है। सबसे पहले, ध्यान दें कि यह 1 एम बार प्रदर्शित होता है, इसलिए चोटी वास्तव में पूर्ण पैमाने का 0.000240 है। इसका मतलब यह है कि सिद्धांत रूप में यदि सिस्टम केवल 500 एमएस समय स्लॉट में से एक के लिए एक पूर्ण पैमाने पर पल्स के साथ संचालित किया गया था, तो यह परिणामी तापमान होगा जो इसे अकेले छोड़ दिया गया है। किसी भी एक 500 एमएस अवधि से योगदान बहुत छोटा है, जैसा कि सहज रूप से समझ में आता है। यही कारण है कि आवेग प्रतिक्रिया को मापना सीधे काम नहीं करता है, क्योंकि पूर्ण पैमाने का 0.000240 (4000 में लगभग 1 भाग) हमारे शोर के स्तर से नीचे है।
अब आप आसानी से किसी भी नियंत्रण इनपुट सिग्नल के लिए सिस्टम प्रतिक्रिया की गणना कर सकते हैं। प्रत्येक 500 एमएस नियंत्रण आउटपुट नमूने के लिए, उस नियंत्रण नमूने के आकार द्वारा मापी गई इन आवेग प्रतिक्रियाओं में से एक में जोड़ें। अंतिम आवेग प्रतिक्रिया सिग्नल में उस आवेग प्रतिक्रिया योगदान का 0 समय उसके नियंत्रण नमूने के समय है। इसलिए सिस्टम आउटपुट सिग्नल इन आवेग प्रतिक्रियाओं का एक उत्तराधिकार है जो एक-दूसरे से 500 एमएस द्वारा ऑफसेट किया जाता है, प्रत्येक उस समय नियंत्रण नमूना स्तर तक बढ़ाया जाता है।
सिस्टम प्रतिक्रिया इस आवेग प्रतिक्रिया के साथ नियंत्रण इनपुट का दृढ़ संकल्प है, प्रत्येक नियंत्रण नमूने की गणना की जाती है, जो इस उदाहरण में प्रत्येक 500 एमएस है। इस से बाहर एक नियंत्रण प्रणाली बनाने के लिए आप इसे नियंत्रण इनपुट निर्धारित करने के लिए पीछे की ओर काम करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप वांछित सिस्टम आउटपुट होता है।
यदि आप एक क्लासिक पीआईडी नियंत्रक करना चाहते हैं तो भी यह आवेग प्रतिक्रिया अभी भी काफी उपयोगी है। एक पीआईडी नियंत्रक ट्यूनिंग बहुत प्रयोग लेता है। प्रत्येक पुनरावृत्ति वास्तविक प्रणाली पर एक या दो घंटे का समय लेगी, जिससे पुनरावृत्ति बहुत धीमी हो जाएगी। आवेग प्रतिक्रिया के साथ, आप एक दूसरे के एक अंश में कंप्यूटर पर सिस्टम प्रतिक्रिया का अनुकरण कर सकते हैं। अब आप नए PID मानों को उतनी ही तेज़ी से आज़मा सकते हैं, जितना कि आप उन्हें बदल सकते हैं और आपको अपनी प्रतिक्रिया दिखाने के लिए वास्तविक सिस्टम के लिए एक या दो घंटे इंतजार नहीं करना होगा। अंतिम मूल्यों को हमेशा वास्तविक प्रणाली पर जांचा जाना चाहिए, लेकिन अधिकांश कार्य समय के अंश में सिमुलेशन के साथ किए जा सकते हैं। इसका मतलब यह है कि "आप अपने सवाल में उद्धृत मार्ग में पुराने जमाने के पीआईडी नियंत्रण के लिए मापदंडों को खोजने के लिए एक सिमुलेशन आधार के रूप में इसका उपयोग कर सकते हैं ।"
