อะไรคือตัวควบคุมแบบสัดส่วน

อะไรคือตัวควบคุมแบบสัดส่วน?

ตัวควบคุมแบบสัดส่วนเป็นหนึ่งในอัลกอริธึมการควบคุมพื้นฐานที่สุดในระบบควบคุมอัตโนมัติ โดยทั่วไปจะแทนด้วยตัวอักษร "P" ตัวควบคุมแบบสัดส่วนควบคุมการตอบสนองของระบบโดยปรับสัญญาณเอาต์พุตให้สัดส่วนกับสัญญาณความผิดพลาด

หลักการพื้นฐาน

แนวคิดพื้นฐานของตัวควบคุมแบบสัดส่วนคือการลดความผิดพลาดของระบบโดยปรับสัญญาณเอาต์พุตของตัวควบคุม ความผิดพลาดคือความแตกต่างระหว่างค่าที่คาดหวังและค่าที่วัดได้จริง

u(t) คือสัญญาณเอาต์พุตของตัวควบคุม

Kp คือ Gain สัดส่วน ซึ่งกำหนดขนาดของการขยายสัญญาณเอาต์พุตตามความผิดพลาด

e(t) คือสัญญาณความผิดพลาด ซึ่งกำหนดเป็น e(t)=r(t)−y(t) โดย r(t) คือค่าที่ตั้งไว้ และ y(t) คือค่าที่วัดได้จริง

ข้อดี

• ตอบสนองอย่างรวดเร็ว: ตัวควบคุมแบบสัดส่วนสามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของความผิดพลาดได้อย่างรวดเร็ว

• ง่าย: โครงสร้างง่าย ทำความเข้าใจและนำไปใช้งานได้ง่าย

• ยืดหยุ่น: ความเร็วในการตอบสนองของระบบสามารถปรับได้อย่างยืดหยุ่นโดยการปรับ Gain สัดส่วน

ข้อเสีย

• ความผิดพลาดคงที่: เนื่องจากตัวควบคุมแบบสัดส่วนพิจารณาเฉพาะความผิดพลาดปัจจุบัน ระบบอาจมีความผิดพลาดคงที่อยู่บ้าง

• เกินค่ากำหนด: หาก Gain สัดส่วนไม่ถูกเลือกอย่างเหมาะสม อาจทำให้ระบบเกินค่ากำหนด คือ ค่าเอาต์พุตแกว่งรอบค่าที่ตั้งไว้

• ปัญหาความเสถียร: Gain สัดส่วนที่มากเกินไปอาจทำให้ระบบไม่เสถียร

การใช้งาน

• ระบบควบคุมอุณหภูมิ: รักษาอุณหภูมิที่ตั้งไว้โดยปรับกำลังไฟของเครื่องทำความร้อน

• ระบบควบคุมการไหล: ควบคุมการไหลของของเหลวด้วยการปรับระดับการเปิดของวาล์ว

• ระบบควบคุมแรงดัน: รักษาแรงดันในท่อโดยปรับเอาต์พุตของปั๊ม

• ระบบควบคุมมอเตอร์: ปรับความเร็วของมอเตอร์เพื่อให้ได้กำลังเอาต์พุตตามที่ต้องการ