Co to jest regulator całkujący?
Co to jest regulator całkujący?
Definicja regulatora całkującego
Regulator całkujący to kolejny podstawowy algorytm sterowania w systemach automatyki, zwykle oznaczany literą „I”. Regulator całkujący dostosowuje wyjście kontrolera poprzez akumulację sygnałów błędu, aby eliminować błędy ustalone w systemie.
Podstawowe zasady
Podstawowa idea regulatora całkującego polega na akumulacji sygnałów błędu w trakcie procesu sterowania i użyciu wyników akumulacji do dostosowania wyjścia kontrolera.
u(t) to sygnał wyjściowy kontrolera.
Ki to Wzmocnienie Całkujące, które określa wzmocnienie sygnału wyjściowego w stosunku do akumulacji błędów.
e(t) to sygnał błędu, zdefiniowany jako e(t)=r(t)−y(t), gdzie r(t) to wartość zadana, a y(t) to rzeczywista pomierzona wartość.
Wyjście kontrolera
Wyjście regulatora całkującego można wyrazić następująco:
Ki tutaj jest stałą, którą można dostosować, aby zmienić szybkość i siłę reakcji kontrolera na akumulację błędów.
Zalety
Eliminacja błędu ustalonego: Regulator całkujący może eliminować błąd ustalony w systemie, tak że system w końcu stabilizuje się przy wartości zadanej.
Poprawa dokładności: Poprzez akumulację sygnałów błędu można poprawić dokładność sterowania systemem.
Wady
Wolna reakcja: Ze względu na konieczność akumulacji sygnałów błędu, prędkość reakcji regulatora całkującego jest wolna.
Przesadne nastawianie: Jeśli wzmocnienie całkujące nie zostanie prawidłowo wybrane, może to prowadzić do przesadnego nastawiania systemu.
Problemy ze stabilnością: Regulatory całkujące mogą powodować niestabilność systemu, zwłaszcza w obecności hałasu wysokiej częstotliwości.
Zastosowanie
System kontroli temperatury: Moc grzałki jest dostosowywana poprzez akumulację błędów temperatury, aby zapewnić, że końcowa temperatura jest stabilna przy wartości zadanej.
System kontroli przepływu: Otwarcie zaworu jest dostosowywane poprzez akumulację błędów przepływu, aby zapewnić, że przepływ jest stabilny przy wartości zadanej.
System kontroli ciśnienia: Wyjście pomp jest dostosowywane poprzez akumulację błędów ciśnienia, aby zapewnić, że ciśnienie w rurociągu jest stabilne przy wartości zadanej.
System kontroli silnika: Poprzez akumulację błędów prędkości obrotowej silnika dostosowuje się wyjście silnika, aby zapewnić, że prędkość obrotowa jest stabilna przy wartości zadanej.
