Typy sterowników

Definicja kontrolera

W systemach sterowania, kontroler to mechanizm, który stara się zminimalizować różnicę między rzeczywistą wartością systemu (tj. zmienną procesową) a pożądaną wartością systemu (tj. ustawieniem). Kontrolery są fundamentalną częścią inżynierii sterowania i są używane we wszystkich złożonych systemach sterowania.

Zanim wprowadzimy Cię w szczegóły dotyczące różnych kontrolerów, ważne jest, aby poznać zastosowania kontrolerów w teorii systemów sterowania. Ważne zastosowania kontrolerów obejmują:

• Kontrolery poprawiają dokładność stanu ustalonego, zmniejszając błąd stanu ustalonego.

• Wraz z poprawą dokładności stanu ustalonego poprawia się również stabilność.

• Kontrolery pomagają również w redukowaniu niepożądanych przesunięć wytworzonych przez system.

• Kontrolery mogą kontrolować maksymalny przeciąg systemu.

• Kontrolery mogą pomóc w redukowaniu sygnałów szumowych wytworzonych przez system.

• Kontrolery mogą przyspieszyć wolną reakcję systemu nadprężonego.

Rodzaje kontrolerów

Istnieją dwa główne rodzaje kontrolerów: ciągłe kontrolery i nieciągłe kontrolery.

W przypadku nieciągłych kontrolerów, zmienna manipulowana zmienia się między dyskretnymi wartościami. W zależności od liczby różnych stanów, jakie zmienna manipulowana może przyjąć, wyróżnia się kontrolery dwustanowe, trójstanowe i wielostanowe.

W porównaniu do ciągłych kontrolerów, nieciągłe kontrolery działają na bardzo prostych, przełącznych elementach końcowych sterujących.

Główną cechą ciągłych kontrolerów jest to, że zmienna sterowana (znana również jako zmienna manipulowana) może mieć dowolną wartość w zakresie wyjściowym kontrolera.

W teraz teorii ciągłych kontrolerów istnieją trzy podstawowe tryby, na których opiera się cała akcja sterująca, a mianowicie:

• Kontrolery proporcjonalne.

• Kontrolery całkujące.

• Kontrolery różniczkujące.

Używamy kombinacji tych trybów, aby sterować naszym systemem tak, aby zmienna procesowa była równa ustawieniu (lub jak najbliżej go). Te trzy rodzaje kontrolerów mogą być połączone w nowe kontrolery:

• Kontrolery proporcjonalne i całkujące (PI Controller)

• Kontrolery proporcjonalne i różniczkujące (PD Controller)

• Kontrolery proporcjonalne, całkujące i różniczkujące (PID Controller)