Какво е интегрален контролер?

Какво е интегрален контролер?

Определение на интегралния контролер

Интегралният контролер е друг основен алгоритъм за управление в автоматичните системи за управление, обикновено представен с буквата "I". Интегралният контролер коригира изхода на контролера, като натрупва сигнали за грешка, за да елиминира стационарните грешки в системата.

Основен принцип

Основната идея на интегралния контролер е да натрупва сигнали за грешка по време на процеса на управление и да използва натрупаните резултати, за да коригира изхода на контролера.

u(t) е изходният сигнал на контролера.

Ki е интегрален коефициент, който определя усилването на изходния сигнал към натрупването на грешки.

e(t) е сигнал за грешка, дефиниран като e(t)=r(t)−y(t), където r(t) е зададената стойност, а y(t) е фактическата измерена стойност.

Изход на контролера

Изходът на интегралния контролер може да бъде изразен като:

Ki тук е константа, която може да се регулира, за да се промени скоростта и силата на отговора на контролера към натрупването на грешки.

Преимущества

• Елиминиране на стационарната грешка: Интегралният контролер може да елиминира стационарната грешка в системата, така че системата да е финално стабилна при зададената стойност.

• Подобряване на точността: Чрез натрупване на сигнали за грешка, точността на управлението на системата може да бъде подобрена.

Недостатъци

• Бавен отговор: В резултат на необходимостта да се натрупат сигнали за грешка, скоростта на отговора на интегралния контролер е бавна.

• Предвишаване на настройката: Ако интегралният коефициент не е избран правилно, това може да доведе до предвишаване на системата.

• Проблеми със стабилност: Интегралните контролери могат да причинят системата да стане нестабилна, особено в присъствието на високочестотен шум.

Приложение

• Система за управление на температурата: Мощността на нагревателя се коригира, като се натрупват грешки в температурата, за да се осигура, че крайната температура е стабилна при зададената стойност.

• Система за управление на потока: Отварянето на клапана се коригира, като се натрупват грешки в потока, за да се осигура, че потокът е стабилен при зададената стойност.

• Система за управление на налягането: Изходът на помпата се коригира, като се натрупват грешки в налягането, за да се осигура, че налягането в тръбопровода е стабилно при зададената стойност.

• Система за управление на мотора: Чрез натрупване на грешки в скоростта на мотора, изходът на мотора се коригира, за да се осигура, че скоростта на мотора е стабилна при зададената стойност.