چه چیزی کنترل‌کننده انتگرالی است

چه کنترلری انتگرالی است؟

تعریف کنترلر انتگرالی

کنترلر انتگرالی یکی دیگر از الگوریتم‌های کنترل پایه در سیستم‌های کنترل خودکار است که معمولاً با حرف "I" نشان داده می‌شود. کنترلر انتگرالی با تجمع سیگنال‌های خطا، خروجی کنترلر را تنظیم می‌کند تا خطاهای حالت پایدار در سیستم را حذف کند.

اصول اساسی

ایده اصلی کنترلر انتگرالی این است که طی فرآیند کنترل، سیگنال‌های خطا تجمع می‌یابند و از نتایج تجمعی برای تنظیم خروجی کنترلر استفاده می‌شود.

u(t) سیگنال خروجی کنترلر است.

Ki یک ضریب انتگرالی است که میزان تقویت سیگنال خروجی به تجمع خطاها را تعیین می‌کند.

e(t) سیگنال خطا است که به صورت e(t)=r(t)−y(t) تعریف می‌شود، که r(t) مقدار تنظیم شده و y(t) مقدار اندازه‌گیری شده واقعی است.

خروجی کنترلر

خروجی کنترلر انتگرالی می‌تواند به صورت زیر بیان شود:

Ki در اینجا یک ثابت است که می‌تواند برای تغییر سرعت و قدرت پاسخ کنترلر به تجمع خطاها تنظیم شود.

مزایا

• حذف خطای حالت پایدار: کنترلر انتگرالی می‌تواند خطای حالت پایدار در سیستم را حذف کند تا سیستم در نهایت در مقدار تنظیم شده پایدار شود.

• بهبود دقت: با تجمع سیگنال‌های خطا، دقت کنترل سیستم می‌تواند بهبود یابد.

نقاط ضعف

• پاسخ آهسته: به دلیل نیاز به تجمع سیگنال‌های خطا، سرعت پاسخ کنترلر انتگرالی آهسته است.

• اضافه تنظیم: اگر ضریب انتگرالی به درستی انتخاب نشود، ممکن است منجر به اضافه تنظیم سیستم شود.

• مشکلات پایداری: کنترلرهای انتگرالی می‌توانند سیستم را ناپایدار کنند، به ویژه در حضور نویز با فرکانس بالا.

کاربردها

• سیستم کنترل دما: توان گرم‌کن با تجمع خطاهای دما تنظیم می‌شود تا مطمئن شویم دما در نهایت در مقدار تنظیم شده پایدار باشد.

• سیستم کنترل جریان: بازشدن شیر با تجمع خطاهای جریان تنظیم می‌شود تا مطمئن شویم جریان در مقدار تنظیم شده پایدار باشد.

• سیستم کنترل فشار: خروجی پمپ با تجمع خطاهای فشار تنظیم می‌شود تا مطمئن شویم فشار در لوله در مقدار تنظیم شده پایدار باشد.

• سیستم کنترل موتور: با تجمع خطاهای سرعت موتور، خروجی موتور تنظیم می‌شود تا مطمئن شویم سرعت موتور در مقدار تنظیم شده پایدار باشد.