Hva er en proporsjonal regulator?

Hva er en proporsjonal regulator?

Proporsjonal regulator er en av de mest grunnleggende kontrollalgoritmene i automatiske kontrollsystemer, vanligvis representert ved bokstaven "P". Proporsjonale regulatoren kontrollerer systemets respons ved å justere utgangssignalet til å være proporsjonalt med feilsignalet.

Grunnleggende prinsipp

Det grunnleggende ideen bak proporsjonal regulator er å redusere systemfeilen ved å justere utgangssignalet fra regulatoren. Feil er forskjellen mellom forventet verdi og faktisk måling.

u(t) er utgangssignalet fra regulatoren.

Kp er proporsjonell forsterkning, som bestemmer forstørrelsen av utgangssignalet i forhold til feilen.

e(t) er feilsignalet, definert som e(t)=r(t)−y(t), der r(t) er innstilt verdi og y(t) er den faktiske målte verdien.

Fordeler

• Rask respons: Proporsjonal regulatoren kan raskt reagere på endringer i feil.

• Enkel: enkel struktur, lett å forstå og implementere.

• Fleksibilitet: Responsfarten i systemet kan fleksibelt justeres ved å justere proporsjonell forsterkning.

Ulemper

• Stabil tilstand feil: Ettersom proporsjonal regulatoren bare tar hensyn til gjeldende feil, kan systemet ha en viss stabil tilstandsfeil.

• Overskyting: Hvis proporsjonell forsterkning ikke velges riktig, kan det føre til at systemet overskyter, altså at utdata verdien oscillerer nær innstilt verdi.

• Stabilitetsproblemer: For stor proporsjonell forsterkning kan føre til systeminstabilitet.

Bruk

• Temperaturkontrollsystem: Oppretthold den innstilte temperaturen ved å justere effekten av varmelementet.

• Strømkontrollsystem: Kontroller strømmen av væske ved å justere åpningen av ventilen.

• Trykkkontrollsystem: Oppretthold trykket i rørsystemet ved å justere utdata fra pumpe.

• Motorstyresystem: Ved å justere farten på motoren for å oppnå den ønskede utdata effekten.