Ohjaintyypit

Ohjaimen määritelmä

Ohjaussysteemeissä ohjain on mekanismi, joka pyrkii minimointimaan erotuksen järjestelmän todellisen arvon (prosessimuuttuja) ja järjestelmän halutun arvon (asetusarvo) välillä. Ohjaimet ovat olennainen osa ohjaustekniikkaa ja käytetään kaikissa monimutkaisissa ohjaussysteemeissä.

Ennen kuin esittelemme sinulle erilaisia ohjaimia yksityiskohtaisemmin, on tärkeää tietää ohjainten käyttötarkoitus ohjausteorian kannalta. Ohjainten tärkeät käyttötarkoitukset sisältävät:

• Ohjaimet parantavat vakiotilan tarkkuutta vähentämällä vakiotilan virhettä.

• Kun vakiotilan tarkkuus paranee, myös vakaus paranee.

• Ohjaimet auttavat myös vähentämään järjestelmän tuottamia ei-toivottuja poikkeamia.

• Ohjaimet voivat ohjata järjestelmän suurinta ylitystä.

• Ohjaimet voivat auttaa vähentämään järjestelmän tuottamia häiriösignaaleja.

• Ohjaimet voivat nopeuttaa liian hitaan vastauksen ylikitistettyjen järjestelmien käsittelyssä.

Ohjaintyyppien luokittelu

On olemassa kaksi pääasiallista ohjaimen tyyppeä: jatkuvat ohjaimet ja epäjatkuvat ohjaimet.

Epäjatkuvissa ohjaimissa manipuloitu muuttuja vaihtelee diskreetteihin arvoihin. Manipuloituun muuttujaan mahdollisten tilojen määrän perusteella tehdään ero kahden sijainnin, kolmen sijainnin ja useiden sijaintien ohjaimien välillä.

Verrattuna jatkuihin ohjaimiin, epäjatkuvat ohjaimet toimivat hyvin yksinkertaisilla, kytkentäperusteisilla lopullisilla ohjauskomponenteilla.

Jatkuvien ohjainten pääpiirre on, että ohjattu muuttuja (myös tunnettu nimellä manipuloitu muuttuja) voi saada minkä tahansa arvon ohjaimen ulostuloalueessa.

Nyt jatkuvan ohjaimen teoriassa on kolme perustyyppeä, joilla koko ohjaustoimi tapahtuu, ja nämä ovat:

• Suhteelliset ohjaimet.

• Integrointiohjaimet.

• Derivaatio-ohjaimet.

Käytämme näiden tilojen yhdistelmiä järjestelmämme ohjaamiseksi siten, että prosessimuuttuja on yhtä suuri kuin asetusarvo (tai niin lähellä kuin mahdollista). Nämä kolme ohjaimen tyyppiä voidaan yhdistää uusiin ohjaimiin:

• Suhteellinen ja integrointiohjain (PI-ohjain)

• Suhteellinen ja derivaatio-ohjain (PD-ohjain)

• Suhteellinen, integrointi ja derivaatio-ohjain (PID-ohjain)