Điều khiển Tích phân là gì?

Điều khiển Tích phân là gì?

Định nghĩa điều khiển tích phân

Điều khiển tích phân là một thuật toán điều khiển cơ bản khác trong hệ thống điều khiển tự động, thường được biểu diễn bằng chữ cái "I". Điều khiển tích phân điều chỉnh đầu ra của bộ điều khiển bằng cách tích lũy tín hiệu lỗi để loại bỏ lỗi trạng thái ổn định trong hệ thống.

Nguyên lý cơ bản

Ý tưởng cơ bản của điều khiển tích phân là tích lũy tín hiệu lỗi trong quá trình điều khiển và sử dụng kết quả tích lũy để điều chỉnh đầu ra của bộ điều khiển.

u(t) là tín hiệu đầu ra của bộ điều khiển.

Ki là Hệ số Tích phân, xác định mức độ khuếch đại của tín hiệu đầu ra đối với tích lũy lỗi.

e(t) là tín hiệu lỗi, được định nghĩa là e(t)=r(t)−y(t), trong đó r(t) là giá trị đặt và y(t) là giá trị đo thực tế.

Đầu ra của bộ điều khiển

Đầu ra của bộ điều khiển tích phân có thể được biểu diễn như sau:

Ki ở đây là một hằng số có thể điều chỉnh để thay đổi tốc độ và cường độ phản ứng của bộ điều khiển đối với tích lũy lỗi.

Ưu điểm

• Loại bỏ lỗi trạng thái ổn định: Bộ điều khiển tích phân có thể loại bỏ lỗi trạng thái ổn định trong hệ thống, giúp hệ thống cuối cùng ổn định tại giá trị đặt.

• Cải thiện độ chính xác: Bằng cách tích lũy tín hiệu lỗi, độ chính xác điều khiển của hệ thống có thể được cải thiện.

Nhược điểm

• Phản ứng chậm: Do cần tích lũy tín hiệu lỗi, tốc độ phản ứng của bộ điều khiển tích phân chậm.

• Quá điều chỉnh: Nếu hệ số tích phân không được chọn đúng, có thể dẫn đến quá điều chỉnh hệ thống.

• Vấn đề về sự ổn định: Bộ điều khiển tích phân có thể khiến hệ thống trở nên không ổn định, đặc biệt là khi có nhiễu tần số cao.

Ứng dụng

• Hệ thống điều khiển nhiệt độ: Công suất của bộ gia nhiệt được điều chỉnh bằng cách tích lũy lỗi nhiệt độ để đảm bảo rằng nhiệt độ cuối cùng ổn định tại giá trị đặt.

• Hệ thống điều khiển lưu lượng: Điều chỉnh độ mở van bằng cách tích lũy lỗi lưu lượng để đảm bảo rằng lưu lượng ổn định tại giá trị đặt.

• Hệ thống điều khiển áp suất: Điều chỉnh đầu ra của bơm bằng cách tích lũy lỗi áp suất để đảm bảo rằng áp suất trong đường ống ổn định tại giá trị đặt.

• Hệ thống điều khiển động cơ: Bằng cách tích lũy lỗi tốc độ động cơ để điều chỉnh đầu ra của động cơ, đảm bảo rằng tốc độ động cơ ổn định tại giá trị đặt.