Vad är en integralkontrollant?
Definition av integralkontrollant
Integralkontrollant är ett annat grundläggande regleringsalgoritm i automatiserade kontrollsystem, vanligtvis representerad av bokstaven "I". Integralkontrollanten justerar utgången från kontrollanten genom att ackumulera felmeddelanden för att eliminera stillastående fel i systemet.
Grundläggande princip
Den grundläggande idén med integralkontrollanten är att ackumulera felmeddelanden under kontrollprocessen och använda de ackumulerade resultaten för att justera utgången från kontrollanten.
u(t) är utgångssignalen från kontrollanten.
Ki är en integrationsförstärkning, som bestämmer förstärkningen av utgångssignalen till ackumuleringen av fel.
e(t) är felmeddelandet, definierat som e(t)=r(t)−y(t), där r(t) är inställningsvärdet och y(t) är det faktiska mätta värdet.
Kontrollantens utgång
Utgången från integralkontrollanten kan uttryckas som:
Ki här är en konstant som kan justeras för att ändra hastigheten och styrkan på kontrollantens svar på ackumuleringen av fel.
Fördelar
Eliminera stillastående fel: Integralkontrollanten kan eliminera stillastående fel i systemet, så att systemet slutligen stabiliserar sig vid inställningsvärdet.
Förbättra noggrannhet: Genom att ackumulera felmeddelanden kan noggrannheten i systemets kontroll förbättras.
Nackdelar
Långsam respons: På grund av behovet av att ackumulera felmeddelanden, är integralkontrollantens responshastighet långsam.
Överjustering: Om integrationsförstärkningen inte väljs korrekt, kan det leda till överjustering av systemet.
Stabilitetsproblem: Integralkontrollanter kan orsaka att systemet blir instabilt, särskilt i närvaro av högfrekventa brus.
Användning
Temperaturkontrollsystem: Effekten av värmelementet justeras genom att ackumulera temperaturfel för att säkerställa att den slutliga temperaturen stabiliserar sig vid inställningsvärdet.
Flödeskontrollsystem: Öppningen av ventilen justeras genom att ackumulera flödesfel för att säkerställa att flödet stabiliserar sig vid inställningsvärdet.
Tryckkontrollsystem: Pumpens utgång justeras genom att ackumulera tryckfel för att säkerställa att trycket i ledningen stabiliserar sig vid inställningsvärdet.
Motorkontrollsystem: Genom att ackumulera motorhastighetsfel justeras motorns utgång för att säkerställa att motorhastigheten stabiliserar sig vid inställningsvärdet.
