Điều gì là Bộ điều khiển Tỷ lệ?

Điều khiển tỷ lệ là gì?

Điều khiển tỷ lệ là một trong những thuật toán điều khiển cơ bản nhất trong các hệ thống điều khiển tự động, thường được biểu thị bằng chữ "P". Điều khiển tỷ lệ kiểm soát phản ứng của hệ thống bằng cách điều chỉnh tín hiệu đầu ra tỷ lệ với tín hiệu lỗi.

Nguyên lý cơ bản

Ý tưởng cơ bản của điều khiển tỷ lệ là giảm thiểu lỗi hệ thống bằng cách điều chỉnh tín hiệu đầu ra của bộ điều khiển. Lỗi là sự khác biệt giữa giá trị mong muốn và giá trị đo thực tế.

u(t) là tín hiệu đầu ra của bộ điều khiển.

Kp là Hệ số tỷ lệ, xác định mức độ phóng đại của tín hiệu đầu ra so với lỗi.

e(t) là tín hiệu lỗi, được định nghĩa là e(t)=r(t)−y(t), trong đó r(t) là giá trị đặt và y(t) là giá trị đo thực tế.

Ưu điểm

• Phản ứng nhanh: Bộ điều khiển tỷ lệ có thể phản ứng nhanh chóng với sự thay đổi của lỗi.

• Đơn giản: cấu trúc đơn giản, dễ hiểu và dễ thực hiện.

• Tính linh hoạt: Tốc độ phản ứng của hệ thống có thể được điều chỉnh linh hoạt bằng cách điều chỉnh hệ số tỷ lệ.

Nhược điểm

• Lỗi trạng thái ổn định: Do bộ điều khiển tỷ lệ chỉ xem xét lỗi hiện tại, hệ thống có thể có một mức lỗi trạng thái ổn định nhất định.

• Quá trình vượt mức: Nếu hệ số tỷ lệ không được chọn đúng, nó có thể gây ra quá trình vượt mức, tức là giá trị đầu ra dao động gần giá trị đặt.

• Vấn đề về ổn định: Hệ số tỷ lệ quá cao có thể gây ra sự bất ổn của hệ thống.

Ứng dụng

• Hệ thống điều khiển nhiệt độ: Duy trì nhiệt độ đặt bằng cách điều chỉnh công suất của thiết bị sưởi ấm.

• Hệ thống điều khiển lưu lượng: Điều khiển lưu lượng chất lỏng bằng cách điều chỉnh độ mở của van.

• Hệ thống điều khiển áp suất: Duy trì áp suất trong đường ống bằng cách điều chỉnh công suất bơm.

• Hệ thống điều khiển động cơ: Bằng cách điều chỉnh tốc độ của động cơ để đạt được công suất đầu ra yêu cầu.