Derivative (Rate) Control Theory

    PID Control ရဲ့ နောက်ဆုံးအပိုင်းက D ပေါ့။ D ဆိုတာက Derivative ကို ကိုယ်စားပြုတာပါ။ Derivative ဆိုတာကတော့ Intergral လိုမျိုး Calculus Concept တစ်ခုပါပဲ။ PID မှာသုံးတဲ့ Derivative ဆိုတာ တခြား Variable နဲ့ ပတ်သတ်ပြီးတော့ ကိန်းရှင်တစ်ခု ( Variable ) ရဲ့ ပြောင်းလဲမှုနှုန်းကိုဖော်ပြတာပါ။

    Derivative က Integration ရဲ့ Inverse Operation ပါပဲ။ Integration မှာတော့ အချိန်နဲ့ အမျှ ပြောင်းလဲနေတဲ့ Variable ရဲ့ စုစုပေါင်းတန်ဖိုးကိုတွက်ချက်တာပါ။ Derivative ကတော့ အချိန်ယူနစ်အလိုက် ပြောင်းလဲနေတဲ့ Variable ရဲ့ Ratio ကို တွက်ချက်တာပါ။

    Derivative ရဲ့အလုပ်က Process Variable ဟာ High Rate of Speed နဲ့ စတင်ခဲ့မယ်ဆိုရင် Derivative က Final Control Element ရဲ့ လျင်မြန်တဲ့​ပြောင်းလဲမှုကို တန်ပြန်ဖို့နဲ့ သူရဲ့ လာရာဦးတည်ချက်အတိုင်းရွေ့ဖို့ပဲဖြစ်ပါတယ်။ ဒါကြောင့် Process Variable ရဲ့ ပြောင်းလဲနိုင်တဲ့ အမြန်နှုန်းကို ချိန်ညှိပေးတာပါပဲ။ အရိုးအရှင်းဆုံး ရှင်းပြရရင် Error က ဘယ်လောက်မြန်မြန် Change နေတာလည်းဆိုတာကို ကန့်သတ်ဖို့အတွက်သုံးတာဖြစ်ပါတယ်။

    အကယ်၍ Process Variable က Set Point ကို အလွန်လျင်မြန်တဲ့ Rate တစ်ခုနဲ့ ချဥ်းကပ်သွားမယ်ဆိုရင် Derivative ဟာ Output Signal ကို အရှိန်လျော့အောင်လုပ်ပေးလိမ့်မယ်။ ဒါကြောင့် Controller ရဲ့ တုန့်ပြန်မှုကို နိုမ့်ချပေးပြီးတော့ Process Variable ဟာ Set Point ကို တဖြည်းဖြည်းချင်းပဲချဥ်းကပ်သွားလိမ့်မယ်။

    ဥပမာနဲ့ပြောရရင် ပစ္စည်းအများကြီးတွေတင်ထားတဲ့ကုန်ကားမောင်းတဲ့သူဟာ သူရဲ့ ကုန်ကားနဲ့လမ်းပေါ်မှာ အရှိန်တစ်ခုနဲ့မောင်းနေတဲ့ဆိုပါတော့။ အရှေ့မှာ ကားမီးပွိုင့်တစ်ခုလည်းရှိနေတယ် နောက်ပြီးတော့ အဲ့မီးပွိုင့်က မီးနီတာပြနေတော့ သူလည်းကားကို မီးပွိုင့်အရှေ့မှာရပ်ရတော့မယ်ပေါ့။ အဲ့ဒီအချိန်မှာ ကားဆရာက သူရဲ့ ကုန်တွေတင်ထားတဲ့ကုန်ကားကြီးကို Set Point လိုခေါ်တဲ့ မီးပွိုင့်မရောက်ခင်မှာ သူရဲ့အရှိန်ကို Break နဲ့ ဖြည်းဖြည်းချင်းစီ နင်းပြီးတော့ အရှိန်လျော့လိုက်တယ်။ နောက်မီးပွိုင့်နားရောက်လာတော့ သူရဲ့ လျော့ထားတဲ့အရှိန်နဲ့ ကားကိုရပ်လိုက်ပါတယ်။ Derivative ရဲ့သဘောတရားက အဲ့အတိုင်းပါပဲ။ ဒါကြောင့်မလို့ Derivative ကို Pre-Act လို့ခေါ်ပါတယ်။ ဘာကြောင့်လဲဆိုရင် Derivative ဟာ Overshoot ဖြစ်ဖို့ကို ရှောင်ရှားဖို့အတွက် အချိန်မှီလုပ်ဆောင်ပေးလို့ပါပဲ။ 

    ခုနက အရှေ့မှာဖော်ပြခဲ့တဲ့ Proportional နဲ့ Integral Equation တွေနဲ့ ထည့်ပြီးပေါင်းစပ်လိုက်တဲ့အခါ အောက်က Equation ကိုရလာပါတယ်။

Reference : Instrumentationtools