Czym jest proporcjonalny regulator?

Czym jest regulator proporcjonalny?

Regulator proporcjonalny to jeden z najbardziej podstawowych algorytmów sterowania w systemach automatycznego sterowania, zwykle oznaczany literą "P". Regulator proporcjonalny kontroluje odpowiedź systemu poprzez dostosowanie sygnału wyjściowego do sygnału błędu.

Podstawowy zasada

Podstawowym pomysłem regulacji proporcjonalnej jest zmniejszenie błędu systemu poprzez dostosowanie sygnału wyjściowego regulatora. Błąd to różnica między wartością oczekiwaną a rzeczywistą wartością pomiarową.

u(t) to sygnał wyjściowy regulatora.

Kp to Wzmocnienie Proporcjonalne, które określa powiększenie sygnału wyjściowego względem błędu.

e(t) to sygnał błędu, zdefiniowany jako e(t)=r(t)−y(t), gdzie r(t) to wartość ustawiona, a y(t) to rzeczywista wartość pomiarowa.

Zalety

• Szybka reakcja: Regulator proporcjonalny może szybko reagować na zmiany błędu.

• Prostota: prosta struktura, łatwa do zrozumienia i wdrożenia.

• Elastyczność: prędkość odpowiedzi systemu można elastycznie dostosować poprzez regulację wzmocnienia proporcjonalnego.

Wady

• Błąd stanu ustalonego: Ponieważ regulator proporcjonalny uwzględnia tylko bieżący błąd, system może mieć pewien błąd stanu ustalonego.

• Przeregulowanie: Jeśli wzmocnienie proporcjonalne nie zostanie prawidłowo wybrane, może to spowodować przeregulowanie systemu, czyli oscylacje wartości wyjściowej wokół wartości ustawionej.

• Problemy ze stabilnością: Zbyt duże wzmocnienie proporcjonalne może spowodować niestabilność systemu.

Zastosowanie

• System kontroli temperatury: Utrzymywanie ustawionej temperatury poprzez dostosowanie mocy grzałki.

• System kontroli przepływu: Kontrola przepływu płynu poprzez dostosowanie otwarcia zaworu.

• System kontroli ciśnienia: Utrzymywanie ciśnienia w rurociągu poprzez dostosowanie wydajności pompy.

• System kontroli silnika: Dostosowanie prędkości silnika w celu osiągnięcia wymaganej mocy wyjściowej.