کنترل کننده نسبت (Ratio Controller)، در ریاضیات (Mathematics)
انواع کنترل کننده ها (Controller) را در آموزش زیر شرح دادیم :
کنترل کننده نسبت (Ratio Controller) :
حفظ نسبت ثابت بین دو متغیر
کنترل کننده نسبت یا Ratio Controller یک نوع کنترل کننده است که هدف آن حفظ نسبت ثابت بین دو (یا چند) متغیر فرآیندی است. این کنترل کننده در صنایعی که اختلاط مواد با نسبت مشخص اهمیت دارد (مانند صنایع شیمیایی، غذایی، دارویی) بسیار کاربرد دارد. معمولا یکی از متغیرها به عنوان پایه (wild flow) در نظر گرفته می شود و دیگری (یا دیگران) با ضریب مشخصی از آن تبعیت می کنند.
ساده ترین فرم:
\[ u = R \times m \]، که m اندازه گیری متغیر پایه، u نقطه مطلوب برای متغیر وابسته، و R نسبت مطلوب است. گاهی یک کنترل کننده پسخورد نیز به آن اضافه می شود تا نسبت دقیقا حفظ شود.
\[ \text{نسبت: } \frac{y_2}{y_1} = R \quad \Rightarrow \quad y_{2,sp} = R \times y_1 \]کاربردها: کنترل نسبت سوخت به هوا در مشعل ها، کنترل نسبت مواد اولیه در راکتورهای شیمیایی، کنترل نسبت رنگ در صنعت رنگ سازی، کنترل نسبت آب به سیمان در بتن سازی، کنترل نسبت مواد در صنایع غذایی.
✅ مزایا: سادگی، اطمینان از صحت اختلاط، قابلیت ترکیب با کنترل پسخورد، کاهش خطا در محصول نهایی.
⚠️ معایب: نیاز به اندازه گیری دقیق متغیر پایه، در صورت تغییر متغیر پایه، متغیر وابسته نیز تغییر می کند (ممکن است مشکل ساز شود).
دو نوع اصلی کنترل نسبت وجود دارد: ۱) کنترل نسبت پیش خور (نسبت مستقیم) که در آن نقطه مطلوب متغیر وابسته مستقیما از اندازه گیری متغیر پایه محاسبه می شود. ۲) کنترل نسبت پسخورد که در آن نسبت واقعی اندازه گیری شده و توسط یک کنترل کننده اصلاح می شود.
مثال: یک مشعل گازی. برای احتراق بهینه، نسبت هوا به گاز باید ثابت باشد. یک کنترل کننده نسبت با اندازه گیری دبی گاز (پایه)، نقطه مطلوب دبی هوا را محاسبه می کند. یک شیر کنترلی هوا این دبی را تنظیم می کند.
کنترل نسبت می تواند با کنترل آبشار ترکیب شود. مثلا در یک واکنش شیمیایی، ابتدا نسبت مواد تنظیم می شود، سپس دمای راکتور کنترل می شود.
