Co je proporcionalní regulační člen?

Co je proporcionalní regulační člen?

Proporcionalní regulační člen je jedním z nejzákladnějších algoritmů v automatických řídicích systémech, obvykle značený písmenem "P". Proporcionalní regulační člen ovládá reakci systému tím, že upravuje výstupní signál tak, aby byl úměrný chybovému signálu.

Základní princip

Základní myšlenkou proporcionalního regulačního členu je snížit chybu systému tím, že se upravuje výstupní signál regulátoru. Chyba je rozdíl mezi požadovanou hodnotou a skutečným měřením.

u(t) je výstupní signál regulátoru.

Kp je proporcionalní zisk, který určuje zvětšení výstupního signálu vzhledem k chybě.

e(t) je chybový signál, definován jako e(t)=r(t)−y(t), kde r(t) je nastavená hodnota a y(t) je skutečná změřená hodnota.

Výhody

• Rychlá odezva: Proporcionalní regulační člen může rychle reagovat na změny chyby.

• Jednoduchost: jednoduchá struktura, snadno srozumitelná a implementovatelná.

• Flexibilita: Rychlost odezvy systému lze flexibilně upravit změnou proporcionalního zisku.

Nedostatky

• Stacionární chyba: Protože proporcionalní regulační člen bere v úvahu pouze aktuální chybu, systém může mít určitou stacionární chybu.

• Přepětí: Pokud není proporcionalní zisk správně vybrán, může dojít k přepětí systému, tj. výstupní hodnota osciluje blízko nastavené hodnoty.

• Problémy se stabilitou: Příliš vysoký proporcionalní zisk může způsobit nestabilitu systému.

Aplikace

• Systém pro řízení teploty: Udržuje nastavenou teplotu tím, že upravuje výkon topiče.

• Systém pro řízení průtoku: Ovládá průtok tekutiny tím, že upravuje otevření ventilu.

• Systém pro řízení tlaku: Udržuje tlak v potrubí tím, že upravuje výkon čerpadla.

• Systém pro řízení motoru: Upravuje rychlost motoru, aby dosáhl požadovaného výstupního výkonu.