ประเภทของตัวควบคุม

คำนิยามของตัวควบคุม

ในระบบควบคุม ตัวควบคุมเป็นกลไกที่พยายามลดความแตกต่างระหว่างค่าจริงของระบบ (เช่น ตัวแปรกระบวนการ) และค่าที่ต้องการของระบบ (เช่น จุดตั้งค่า) ตัวควบคุมเป็นส่วนสำคัญของวิศวกรรมควบคุมและใช้ในระบบที่ซับซ้อนทุกระบบ

ก่อนที่เราจะแนะนำตัวควบคุมต่าง ๆ อย่างละเอียด จำเป็นต้องทราบถึงประโยชน์ของตัวควบคุมในทฤษฎีระบบควบคุม ประโยชน์สำคัญของตัวควบคุมรวมถึง:

• ตัวควบคุมช่วยเพิ่มความแม่นยำในการทำงานคงที่โดยลดความผิดพลาดคงที่

• เมื่อความแม่นยำในการทำงานคงที่เพิ่มขึ้น ความเสถียรภาพก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย

• ตัวควบคุมยังช่วยลดความคลาดเคลื่อนที่ไม่ต้องการที่เกิดจากระบบ

• ตัวควบคุมสามารถควบคุมการโอเวอร์ชูตสูงสุดของระบบได้

• ตัวควบคุมสามารถช่วยลดสัญญาณรบกวนที่เกิดจากระบบได้

• ตัวควบคุมสามารถช่วยเร่งความตอบสนองที่ช้าของระบบที่มีการหน่วงมากเกินไป

ประเภทของตัวควบคุม

มีสองประเภทหลักของตัวควบคุม: ตัวควบคุมแบบต่อเนื่อง และตัวควบคุมแบบไม่ต่อเนื่อง

ในตัวควบคุมแบบไม่ต่อเนื่อง ตัวแปรที่ควบคุมเปลี่ยนแปลงระหว่างค่าที่แยกกัน ขึ้นอยู่กับจำนวนสถานะที่ตัวแปรที่ควบคุมสามารถมีได้ จะมีการแบ่งออกเป็นตัวควบคุมสองตำแหน่ง สามตำแหน่ง และหลายตำแหน่ง

เมื่อเทียบกับตัวควบคุมแบบต่อเนื่อง ตัวควบคุมแบบไม่ต่อเนื่องทำงานบนองค์ประกอบควบคุมปลายทางที่ง่ายและเป็นสวิตช์

ลักษณะสำคัญของตัวควบคุมแบบต่อเนื่องคือ ตัวแปรที่ควบคุม (หรือเรียกว่าตัวแปรที่ควบคุม) สามารถมีค่าใด ๆ ภายในช่วงเอาต์พุตของตัวควบคุม

ในทฤษฎีตัวควบคุมแบบต่อเนื่อง มีโหมดพื้นฐานสามโหมดที่การควบคุมทั้งหมดดำเนินการ ซึ่งได้แก่:

• ตัวควบคุมแบบสัดส่วน

• ตัวควบคุมแบบอินทิกรัล

• ตัวควบคุมแบบอนุพันธ์

เราใช้การรวมกันของโหมดเหล่านี้ในการควบคุมระบบของเราเพื่อให้ตัวแปรกระบวนการเท่ากับจุดตั้งค่า (หรือใกล้เคียงที่สุดเท่าที่ทำได้) ตัวควบคุมสามประเภทนี้สามารถรวมเข้าเป็นตัวควบคุมใหม่ได้:

• ตัวควบคุมแบบสัดส่วนและอินทิกรัล (PI Controller)

• ตัวควบคุมแบบสัดส่วนและอนุพันธ์ (PD Controller)

• ตัวควบคุมแบบสัดส่วน อินทิกรัล และอนุพันธ์ (PID Controller)