Qu'est-ce qu'un régulateur intégral ?

Qu'est-ce qu'un contrôleur intégral ?

Définition du contrôleur intégral

Le contrôleur intégral est un autre algorithme de contrôle de base dans les systèmes de contrôle automatique, généralement représenté par la lettre "I". Le contrôleur intégral ajuste la sortie du contrôleur en accumulant les signaux d'erreur pour éliminer les erreurs en régime permanent dans le système.

Principe de base

L'idée de base du contrôleur intégral est d'accumuler les signaux d'erreur pendant le processus de contrôle et d'utiliser les résultats cumulés pour ajuster la sortie du contrôleur.

u(t) est le signal de sortie du contrôleur.

Ki est un gain intégral, qui détermine l'amplification du signal de sortie par rapport à l'accumulation des erreurs.

e(t) est le signal d'erreur, défini par e(t)=r(t)−y(t), où r(t) est la valeur consigne et y(t) est la valeur mesurée réelle.

Sortie du contrôleur

La sortie du contrôleur intégral peut être exprimée comme suit :

Ki ici est une constante qui peut être ajustée pour modifier la vitesse et la force de la réponse du contrôleur à l'accumulation des erreurs.

Avantage

• Élimination de l'erreur en régime permanent : Le contrôleur intégral peut éliminer l'erreur en régime permanent dans le système, permettant ainsi au système de se stabiliser finalement à la valeur consigne.

• Amélioration de la précision : En accumulant les signaux d'erreur, la précision du contrôle du système peut être améliorée.

Inconvénient

• Réponse lente : En raison de la nécessité d'accumuler les signaux d'erreur, la vitesse de réponse du contrôleur intégral est lente.

• Sur-régime : Si le gain intégral n'est pas correctement sélectionné, cela peut entraîner un sur-régime du système.

• Problèmes de stabilité : Les contrôleurs intégraux peuvent rendre le système instable, surtout en présence de bruits de haute fréquence.

Applications

• Système de contrôle de température : La puissance du chauffage est ajustée en accumulant les erreurs de température pour s'assurer que la température finale est stable à la valeur consigne.

• Système de contrôle de débit : L'ouverture de la vanne est ajustée en accumulant les erreurs de débit pour s'assurer que le débit est stable à la valeur consigne.

• Système de contrôle de pression : La sortie de la pompe est ajustée en accumulant les erreurs de pression pour s'assurer que la pression dans la conduite est stable à la valeur consigne.

• Système de contrôle de moteur : La vitesse du moteur est ajustée en accumulant les erreurs de vitesse pour s'assurer que la vitesse du moteur est stable à la valeur consigne.