O que é um Controlador Integral?

O que é um Controlador Integral?

Definição de controlador integral

O controlador integral é outro algoritmo de controle básico em sistemas de controle automático, geralmente representado pela letra "I". O controlador integral ajusta a saída do controlador acumulando sinais de erro para eliminar erros em estado estacionário no sistema.

Princípio básico

A ideia básica do controlador integral é acumular sinais de erro durante o processo de controle e usar os resultados acumulados para ajustar a saída do controlador.

u(t) é o sinal de saída do controlador.

Ki é um Ganho Integral, que determina a amplificação do sinal de saída em relação à acumulação de erros.

e(t) é o sinal de erro, definido como e(t)=r(t)−y(t), onde r(t) é o valor de referência e y(t) é o valor medido real.

Saída do controlador

A saída do controlador integral pode ser expressa como:

Aqui, Ki é uma constante que pode ser ajustada para alterar a velocidade e a intensidade da resposta do controlador à acumulação de erros.

Vantagem

• Eliminação de erro em estado estacionário: O controlador integral pode eliminar o erro em estado estacionário no sistema, de modo que o sistema fique finalmente estável no valor de referência.

• Melhoria da precisão: Ao acumular sinais de erro, a precisão de controle do sistema pode ser melhorada.

Desvantagem

• Resposta lenta: Devido à necessidade de acumular sinais de erro, a velocidade de resposta do controlador integral é lenta.

• Sobreação: Se o ganho integral não for selecionado adequadamente, pode levar a uma sobreação do sistema.

• Problemas de estabilidade: Os controladores integrais podem causar instabilidade no sistema, especialmente na presença de ruído de alta frequência.

Aplicação

• Sistema de controle de temperatura: A potência do aquecedor é ajustada acumulando erros de temperatura para garantir que a temperatura final seja estável no valor de referência.

• Sistema de controle de fluxo: A abertura da válvula é ajustada acumulando erros de fluxo para garantir que o fluxo seja estável no valor de referência.

• Sistema de controle de pressão: A saída da bomba é ajustada acumulando erros de pressão para garantir que a pressão no tubo seja estável no valor de referência.

• Sistema de controle de motor: A saída do motor é ajustada acumulando erros de velocidade do motor para garantir que a velocidade do motor seja estável no valor de referência.