Co je integrovací čidlo?

Co je integrovací čidlo?

Definice integrovacího čidla

Integrovací čidlo je další základní algoritmus řízení v automatických řídicích systémech, obvykle reprezentovaný písmenem "I". Integrovací čidlo upravuje výstup čidla tím, že akumuluje signály chyb, aby eliminovalo stacionární chyby v systému.

Základní princip

Základní myšlenkou integrovacího čidla je akumulace signálů chyb během procesu řízení a použití akumulovaných výsledků k úpravě výstupu čidla.

u(t) je výstupní signál čidla.

Ki je integrační zisk, který určuje zesílení výstupního signálu vzhledem k akumulaci chyb.

e(t) je signál chyby, definován jako e(t)=r(t)−y(t), kde r(t) je nastavená hodnota a y(t) je skutečně změřená hodnota.

Výstup čidla

Výstup integračního čidla lze vyjádřit jako:

Ki zde je konstanta, kterou lze upravit pro změnu rychlosti a síly odezvy čidla na akumulaci chyb.

Výhody

• Eliminace stacionární chyby: Integrovací čidlo může eliminovat stacionární chybu v systému, takže systém se nakonec stabilizuje u nastavené hodnoty.

• Zlepšení přesnosti: Akumulací signálů chyb lze zlepšit přesnost řízení systému.

Nevýhody

• Pomalá odezva: V důsledku potřeby akumulace signálů chyb je odezva integračního čidla pomalá.

• Přetunování: Pokud není integrační zisk správně vybrán, může to vést k přetunování systému.

• Problémy se stabilitou: Integrovací čidlo může způsobit nestabilitu systému, zejména v přítomnosti vysokofrekvenčního šumu.

Aplikace

• Řídicí systém teploty: Výkon ohřívače se upravuje akumulací teplotních chyb, aby byla konečná teplota stabilní u nastavené hodnoty.

• Řídicí systém průtoku: Otevření ventilu se upravuje akumulací chyb průtoku, aby byl průtok stabilní u nastavené hodnoty.

• Řídicí systém tlaku: Výkon čerpadla se upravuje akumulací tlakových chyb, aby byl tlak v trubce stabilní u nastavené hodnoty.

• Řídicí systém motoru: Výkon motoru se upravuje akumulací chyb otáček, aby byly otáčky motoru stabilní u nastavené hodnoty.