Що таке інтегральний регулятор?

Що таке інтегральний регулятор?

Визначення інтегрального регулятора

Інтегральний регулятор — це ще один базовий алгоритм керування в автоматичних системах керування, зазвичай позначається літерою "I". Інтегральний регулятор налаштовує вихідний сигнал регулятора, накопичуючи сигнали похибок, щоб усунути стаціонарні похибки в системі.

Основні принципи

Основна ідея інтегрального регулятора полягає в накопиченні сигнальних похибок під час процесу керування та використанні результатів накопичення для налаштування виходу регулятора.

u(t) — це вихідний сигнал регулятора.

Ki — це коефіцієнт інтегрування, який визначає збільшення вихідного сигналу до накопичення похибок.

e(t) — це сигнал похибки, визначений як e(t)=r(t)−y(t), де r(t) — задане значення, а y(t) — фактично виміряне значення.

Вихід регулятора

Вихід інтегрального регулятора можна виразити так:

Ki тут — це константа, яку можна налаштувати, щоб змінити швидкість та сило реакції регулятора на накопичення похибок.

Переваги

• Усунення стаціонарних похибок: Інтегральний регулятор може усунути стаціонарні похибки в системі, щоб система була стабільною при заданому значенні.

• Покращення точності: Накопичуючи сигнали похибок, можна покращити точність керування системою.

Недоліки

• Повільна реакція: Через необхідність накопичення сигнальних похибок, швидкість реакції інтегрального регулятора повільна.

• Переналаштування: Якщо коефіцієнт інтегрування обрано неправильно, це може призвести до переналаштування системи.

• Проблеми стабільності: Інтегральні регулятори можуть спричинити нестабільність системи, особливо в присутності високочастотних шумів.

Застосування

• Система керування температурою: Потужність нагрівача налаштовується, накопичуючи температурні похибки, щоб забезпечити стабільність фінальної температури при заданому значенні.

• Система керування потоком: Відкриття клапана налаштовується, накопичуючи похибки потоку, щоб забезпечити стабільність потоку при заданому значенні.

• Система керування тиском: Вихід насоса налаштовується, накопичуючи похибки тиску, щоб забезпечити стабільність тиску в трубопроводі при заданому значенні.

• Система керування двигуном: Налаштовуючи вихід двигуна, накопичуючи похибки швидкості, щоб забезпечити стабільність швидкості двигуна при заданому значенні.