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.