Що таке пропорційний регулятор?

Що таке пропорційний регулятор?

Пропорційний регулятор є одним з найбазовіших алгоритмів керування в автоматичних системах керування, який зазвичай позначається літерою "P". Пропорційний регулятор керує відповіддю системи, налаштовуючи вихідний сигнал пропорційно до сигналу помилки.

Основні принципи

Основна ідея пропорційного регулятора полягає в зменшенні системної помилки шляхом налаштування вихідного сигналу регулятора. Помилка - це різниця між очікуваним значенням та фактичним виміром.

u(t) - це вихідний сигнал регулятора.

Kp - це пропорційний коефіцієнт, який визначає кратність вихідного сигналу до помилки.

e(t) - це сигнал помилки, визначений як e(t)=r(t)−y(t), де r(t) - це задане значення, а y(t) - фактичне виміряне значення.

Переваги

• Швидка відповідь: Пропорційний регулятор може швидко реагувати на зміни помилки.

• Простота: проста структура, легка для розуміння та реалізації.

• Гнучкість: Швидкість відповіді системи може бути гнучко налаштована за допомогою регулювання пропорційного коефіцієнта.

Недоліки

• Постійна помилка: Оскільки пропорційний регулятор враховує лише поточну помилку, система може мати певну постійну помилку.

• Перегін: Якщо пропорційний коефіцієнт не вибрано правильно, це може спричинити перегін системи, тобто коливання вихідного значення поблизу заданого значення.

• Проблеми стабільності: Завеликий пропорційний коефіцієнт може призвести до нестабільності системи.

Застосування

• Система керування температурою: Утримання заданої температури шляхом регулювання потужності нагрівача.

• Система керування потоком: Керування потоком рідини шляхом регулювання відкриття клапана.

• Система керування тиском: Утримання тиску в трубопроводі шляхом регулювання виходу насоса.

• Система керування двигуном: Досягнення необхідної вихідної потужності шляхом регулювання швидкості двигуна.