Vad är en proportionell reglerare?

Vad är en proportionell reglerare?

Proportionell reglerare är en av de mest grundläggande regleralgoritmerna i automatiserade styrsystem, vanligtvis representerad av bokstaven "P". Proportionella regleraren styr systemets respons genom att justera utgångssignalen så att den blir proportionell till felsignalen.

Grundläggande princip

Den grundläggande idén med en proportionell reglerare är att minska systemfelet genom att justera reglerarens utgångssignal. Felet är skillnaden mellan det förväntade värdet och det faktiska mätvärdet.

u(t) är reglerarens utgångssignal.

Kp är Proportional Gain (proportionell vinst), som bestämmer förstärkningen av utgångssignalen i förhållande till felet.

e(t) är felsignalen, definierad som e(t)=r(t)−y(t), där r(t) är inställningsvärdet och y(t) är det faktiska mätvärdet.

Fördelar

• Snabb respons: Den proportionella regleraren kan snabbt svara på ändringar i felet.

• Enkel: enkel struktur, lätt att förstå och implementera.

• Flexibilitet: Systemets responshastighet kan flexibelt justeras genom att justera den proportionella vinsten.

Nackdelar

• Steady state error (konstant fel): Eftersom den proportionella regleraren endast beaktar det aktuella felet, kan systemet ha ett visst konstant fel.

• Överskjutning: Om den proportionella vinsten inte väljs korrekt, kan det leda till att systemet överskjuter, det vill säga, utgångsvärdet svänger runt inställningsvärdet.

• Stabilitetsproblem: För hög proportionell vinst kan orsaka systeminstabilitet.

Användning

• Temperaturregleringssystem: Upprätthåller inställd temperatur genom att justera värmeelementets effekt.

• Flödesregleringssystem: Kontrollerar flödet av vätska genom att justera ventilen öppning.

• Tryckregleringssystem: Upprätthåller trycket i ledningen genom att justera pumpens utmatning.

• Motorregleringssystem: Genom att justera motorns hastighet uppnår man den önskade utmatningskraften.