Pramoninėje valdymo sistemoje valdiklis yra svarbus įtaisas valdomo objekto reguliavimui ir valdymui. Tarp jų proporcinis-integralus (PI) valdiklis yra dažniausiai naudojamas valdiklis, kurio užduotis yra apdoroti klaidos signalą per proporcines ir integralias nuorodas, kad būtų galima tiksliai valdyti valdomą objektą. Pagal skirtingus proporcinių ir integralinių nuorodų prijungimo būdus, PI valdiklius galima suskirstyti į du tipus: serijos-tipo PI valdiklius ir lygiagretus-tipo PI valdiklius. Šiame darbe bus lyginami ir analizuojami šių dviejų tipų PI valdikliai.
I. Serijos PI valdiklis
Serijinis PI valdiklis reiškia proporcingą ryšį ir integralųjį ryšį nuosekliai, ty klaidos signalą pirmiausia apdoroja proporcinga jungtis, o po to integrali jungtis.
Serijinio tipo PI valdiklio charakteristikos yra šios:
1. Proporcinių ir integralinių grandžių išėjimai sumuojami kaip valdiklio išvestis. Todėl serijinio PI valdiklio išėjimas yra proporcingas klaidos signalo dydžiui ir atvirkščiai proporcingas klaidos signalo kitimo greičiui.
2. Serijos PI valdiklio proporcingą ir integralinį stiprinimą galima reguliuoti nepriklausomai, todėl jį galima reguliuoti pagal faktinius poreikius.
3. Serijinio tipo PI valdiklio atsako greitis yra greitesnis, tačiau yra viršijimo reiškinys. Kai klaidos signalas yra didelis, valdiklio išvestis greitai padidės, todėl valdomo objekto reakcijos greitis yra per greitas ir netgi atsiranda viršijimo reiškinys.
II. Lygiagretaus tipo PI valdiklis
Lygiagretus PI valdiklis reiškia, kad proporcingos ir integralios jungtys yra sujungtos lygiagrečiai, tai yra, klaidos signalas apdorojamas proporcingomis ir integraliomis jungtimis tuo pačiu metu.
Lygiagretus tipo PI valdiklis pasižymi:
1. Proporcinių ir integralinių grandžių išėjimai sumuojami kaip valdiklio išvestis. Todėl lygiagrečiojo PI valdiklio išėjimas yra proporcingas klaidos signalo dydžiui ir atvirkščiai proporcingas klaidos signalo kitimo greičiui.
2. Lygiagrečiojo PI valdiklio proporcinį stiprinimą ir integralinį stiprinimą galima reguliuoti nepriklausomai, todėl jį galima reguliuoti pagal faktinius poreikius.
3. Lygiagretaus tipo PI valdiklio atsako greitis yra lėtas, tačiau nėra peršokimo reiškinio. Kadangi proporcinės ir integraliosios jungtys vienu metu veikia klaidos signalą, valdiklio išvestis sparčiai nepadidės, išvengiant per greito atsako greičio ir valdomo objekto viršijimo.
III. Serijos-tipo PI valdiklio ir lygiagretaus-tipo PI valdiklio palyginimas
1. Reagavimo greitis:serijos-tipo PI valdiklio atsako greitis yra greitesnis, o lygiagretaus-tipo PI valdiklio atsako greitis yra lėtesnis. Taip yra todėl, kad serijinio PI valdiklio proporcinės ir integraliosios jungtys yra sujungtos nuosekliai, o klaidos signalo apdorojimo laikas yra trumpesnis; o lygiagrečiojo PI valdiklio proporcinės ir integraliosios grandys yra sujungtos lygiagrečiai, o klaidos signalo apdorojimo laikas yra ilgesnis.
2. Perviršio reiškinys:Serijinis PI valdiklis turi viršijimo reiškinį, o lygiagretusis PI valdiklis neturi viršijimo reiškinio. Taip yra todėl, kad kai serijinio PI valdiklio proporcinis stiprinimas yra didelis, tai greitai padidins valdiklio išvestį, dėl ko valdomo objekto reakcijos greitis bus per greitas ir įvyks viršijimo reiškinys; ir kai lygiagretaus PI valdiklio proporcinis stiprinimas yra mažas, jis gali išvengti šios situacijos.
3. Stabilumas:serijos -tipo PI valdiklio stabilumas yra prastas, o lygiagretaus tipo PI valdiklio stabilumas yra geresnis. Taip yra todėl, kad serijos-tipo PI valdiklio proporcinis stiprinimas ir integralinis stiprinimas yra nepriklausomi, kai proporcinis stiprinimas yra per didelis arba integralinis stiprinimas per mažas, nesunku sukelti sistemos nestabilumą; ir lygiagretus PI valdiklio proporcingas padidėjimas ir integralus padidėjimas yra abipusė įtaka, gali geriau užtikrinti sistemos stabilumą.
4. Parametrų reguliavimas:Serijos PI valdiklio proporcinį stiprinimą ir integralinį stiprinimą galima reguliuoti nepriklausomai, o lygiagrečiojo PI valdiklio proporcingą stiprinimą ir integralinį stiprinimą taip pat galima reguliuoti nepriklausomai. Tačiau dėl to, kad serijiniame PI valdiklyje egzistuoja viršijimo reiškinys, būtina apriboti proporcingą pelną praktiškai taikant; o lygiagretus PI valdiklis neturi viršijimo reiškinio, todėl gali būti lanksčiau reguliuoti proporcingą stiprinimą ir integralinį stiprinimą.
Apibendrinant galima pasakyti, kad serijinis PI valdiklis ir lygiagretusis PI valdiklis turi savų privalumų ir trūkumų. Praktikoje atitinkamas tipas turėtų būti parenkamas atsižvelgiant į kontroliuojamo objekto charakteristikas ir valdymo reikalavimus. Jei jums reikia greito atsako ir didelio valdymo tikslumo, galite pasirinkti serijos PI valdiklį; Jei jums reikia stabilaus valdymo veikimo ir nedidelio viršijimo, galite pasirinkti lygiagretųjį PI valdiklį. Be to, valdymo efektyvumas gali būti dar labiau pagerintas pagrįstai reguliuojant parametrus ir optimizuojant dizainą.