Šta je integralni kontroler?

Šta je integralni kontroler?

Definicija integralnog kontrolera

Integralni kontroler je još jedan osnovni algoritam upravljanja u automatizovanim sistemima kontrole, obično predstavljen slovom "I". Integralni kontroler prilagođava izlaz kontrolera akumuliranjem grešaka signala kako bi se eliminirale stacionarne greške u sistemu.

Osnovni princip

Osnovna ideja integralnog kontrolera je da akumulira greške signala tokom procesa upravljanja i koristi akumulirane rezultate za prilagođavanje izlaza kontrolera.

u(t) je izlazni signal kontrolera.

Ki je integralni koeficijent, koji određuje pojačanje izlaznog signala prema akumulaciji grešaka.

e(t) je greška signala, definisana kao e(t)=r(t)−y(t), gde je r(t) postavljena vrednost, a y(t) je stvarno izmerena vrednost.

Izlaz kontrolera

Izlaz integralnog kontrolera može se izraziti kao:

Ki ovde je konstanta koju se može podesiti kako bi se promenila brzina i snaga odziva kontrolera na akumulaciju grešaka.

Prednosti

• Eliminacija stacionarnih grešaka: Integralni kontroler može eliminisati stacionarne greške u sistemu, tako da sistem konačno bude stabilan na postavljenoj vrednosti.

• Poboljšanje tačnosti: Akumuliranjem grešaka signala, tačnost kontrole sistema se može poboljšati.

Nedostaci

• Spor odziv: Zbog potrebe za akumulacijom grešaka signala, odziv integralnog kontrolera je spor.

• Previranje: Ako integralni koeficijent nije dobro izabran, može doći do previranja sistema.

• Problemi sa stabilnošću: Integralni kontroleri mogu uzrokovati nestabilnost sistema, posebno u prisustvu visokofrekventnog šuma.

Primene

• Sistem kontrole temperature: Snaga zagrijavača se prilagođava akumuliranjem grešaka temperature kako bi se osiguralo da je konačna temperatura stabilna na postavljenoj vrednosti.

• Sistem kontrole protoka: Otvaranje ventila se prilagođava akumuliranjem grešaka protoka kako bi se osiguralo da je protok stabilan na postavljenoj vrednosti.

• Sistem kontrole pritiska: Izlaz pumpa se prilagođava akumuliranjem grešaka pritiska kako bi se osiguralo da je pritisak u cijevi stabilan na postavljenoj vrednosti.

• Sistem kontrole motora: Izlaz motora se prilagođava akumuliranjem grešaka brzine motora kako bi se osiguralo da je brzina motora stabilna na postavljenoj vrednosti.