Что такое интегральный регулятор?
Что такое интегральный контроллер?
Определение интегрального контроллера
Интегральный контроллер — это еще один базовый алгоритм управления в автоматических системах управления, обычно обозначаемый буквой "I". Интегральный контроллер регулирует выход контроллера путем накопления сигналов ошибок, чтобы устранить стационарные ошибки в системе.
Основной принцип
Основная идея интегрального контроллера заключается в накоплении сигналов ошибок в процессе управления и использовании накопленных результатов для корректировки выхода контроллера.
u(t) — это выходной сигнал контроллера.
Ki — это коэффициент интегрирования, который определяет усиление выходного сигнала по отношению к накоплению ошибок.
e(t) — это сигнал ошибки, определенный как e(t)=r(t)−y(t), где r(t) — заданное значение, а y(t) — фактическое измеренное значение.
Выход контроллера
Выход интегрального контроллера можно выразить следующим образом:
Здесь Ki — это постоянная, которую можно настроить, чтобы изменить скорость и мощность реакции контроллера на накопление ошибок.
Преимущества
Устранение стационарных ошибок: Интегральный контроллер может устранить стационарные ошибки в системе, чтобы система в конечном итоге стабилизировалась на заданном значении.
Повышение точности: Накопление сигналов ошибок позволяет повысить точность управления системой.
Недостатки
Медленный отклик: В связи с необходимостью накопления сигналов ошибок, скорость реакции интегрального контроллера медленная.
Перенастройка: Если коэффициент интегрирования выбран неправильно, это может привести к перенастройке системы.
Проблемы со стабильностью: Интегральные контроллеры могут вызвать нестабильность системы, особенно при наличии высокочастотных шумов.
Применение
Система управления температурой: Мощность нагревателя регулируется путем накопления ошибок температуры, чтобы обеспечить, что конечная температура стабилизируется на заданном значении.
Система управления потоком: Открытие клапана регулируется путем накопления ошибок потока, чтобы обеспечить, что поток стабилизируется на заданном значении.
Система управления давлением: Выход насоса регулируется путем накопления ошибок давления, чтобы обеспечить, что давление в трубопроводе стабилизируется на заданном значении.
Система управления двигателем: Регулирование выхода двигателя осуществляется путем накопления ошибок скорости двигателя, чтобы обеспечить, что скорость двигателя стабилизируется на заданном значении.
