Τύποι Ελεγκτήρων

Ορισμός Ελεγκτή

Στα συστήματα ελέγχου, ο ελεγκτής είναι μια μηχανή που προσπαθεί να ελαχιστοποιήσει τη διαφορά μεταξύ της πραγματικής τιμής ενός συστήματος (δηλαδή, της μεταβλητής διαδικασίας) και της επιθυμητής τιμής του συστήματος (δηλαδή, του σημείου ρύθμισης). Οι ελεγκτές είναι βασικό μέρος της μηχανικής ελέγχου και χρησιμοποιούνται σε όλα τα περίπλοκα συστήματα ελέγχου.

Πριν σας παρουσιάσουμε λεπτομερώς διάφορους ελεγκτές, είναι απαραίτητο να γνωρίζετε τις εφαρμογές των ελεγκτών στη θεωρία των συστημάτων ελέγχου. Οι σημαντικές εφαρμογές των ελεγκτών περιλαμβάνουν:

• Οι ελεγκτές βελτιώνουν την ακρίβεια σταθερού καθεστώτος μειώνοντας το σφάλμα σταθερού καθεστώτος.

• Καθώς βελτιώνεται η ακρίβεια σταθερού καθεστώτος, βελτιώνεται επίσης η σταθερότητα.

• Οι ελεγκτές βοηθούν επίσης στη μείωση των μη επιθυμητών αποκλίσεων που παράγει το σύστημα.

• Οι ελεγκτές μπορούν να ελέγξουν τη μέγιστη υπερβολή του συστήματος.

• Οι ελεγκτές μπορούν να βοηθήσουν στη μείωση των σημάτων θορύβου που παράγει το σύστημα.

• Οι ελεγκτές μπορούν να βοηθήσουν στην επιτάχυνση της βραδύτητας απόκρισης ενός υπερζευγμένου συστήματος.

Τύποι Ελεγκτών

Υπάρχουν δύο βασικοί τύποι ελεγκτών: συνεχείς ελεγκτές και διακόπτες ελεγκτές.

Στους διακόπτες ελεγκτές, η μεταβλητή ελέγχου αλλάζει μεταξύ διακριτών τιμών. Ανάλογα με το πόσες διαφορετικές καταστάσεις μπορεί να αναλάβει η μεταβλητή ελέγχου, κάνεται διάκριση μεταξύ διακόπτες ελεγκτών δύο, τριών και πολλών θέσεων.

Σε σύγκριση με τους συνεχείς ελεγκτές, οι διακόπτες ελεγκτές λειτουργούν με πολύ απλά, αναδιατοποιητικά τελικά στοιχεία ελέγχου.

Η βασική ιδιότητα των συνεχών ελεγκτών είναι ότι η ελεγχόμενη μεταβλητή (επίσης γνωστή ως μεταβλητή ελέγχου) μπορεί να έχει οποιαδήποτε τιμή μέσα στο πεδίο εξόδου του ελεγκτή.

Τώρα, στη θεωρία των συνεχών ελεγκτών, υπάρχουν τρεις βασικοί τρόποι με τους οποίους λαμβάνει χώρα ολόκληρη η ενέργεια ελέγχου, οι οποίοι είναι:

• Ελεγκτές αναλογίας.

• Ελεγκτές ολοκλήρωσης.

• Ελεγκτές παραγώγου.

Χρησιμοποιούμε την συνδυασμό αυτών των τρόπων για να ελέγξουμε το σύστημά μας, έτσι ώστε η μεταβλητή διαδικασίας να είναι ίση με το σημείο ρύθμισης (ή όσο πιο κοντά μπορούμε να φτάσουμε). Αυτοί οι τρεις τύποι ελεγκτών μπορούν να συνδυαστούν σε νέους ελεγκτές:

• Ελεγκτές αναλογίας και ολοκλήρωσης (PI Controller)

• Ελεγκτές αναλογίας και παραγώγου (PD Controller)

• Ελεγκτής αναλογίας, ολοκλήρωσης και παραγώγου (PID Controller)