Στο σύστημα βιομηχανικού ελέγχου, ο ελεγκτής είναι μια σημαντική συσκευή για την πραγματοποίηση της ρύθμισης και του ελέγχου του ελεγχόμενου αντικειμένου. Μεταξύ αυτών, ο ελεγκτής αναλογικού-ολοκληρώματος (PI) είναι ένας συνήθως χρησιμοποιούμενος ελεγκτής, ο ρόλος του οποίου είναι να επεξεργάζεται το σήμα σφάλματος μέσω των αναλογικών και ολοκληρωτικών συνδέσμων προκειμένου να πραγματοποιήσει τον ακριβή έλεγχο του ελεγχόμενου αντικειμένου. Σύμφωνα με τις διαφορετικές μεθόδους σύνδεσης αναλογικών και ολοκληρωμένων συνδέσμων, οι ελεγκτές PI μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε δύο τύπους: σειριακούς-ελεγκτές τύπου PI και παράλληλους-ελεγκτές PI τύπου. Αυτή η εργασία θα συγκρίνει και θα αναλύσει αυτούς τους δύο τύπους ελεγκτών PI.
I. Ελεγκτής PI σειράς
Ο ελεγκτής PI σειράς αναφέρεται στην αναλογική ζεύξη και την ενιαία ζεύξη σε σειρά, δηλαδή, το σήμα σφάλματος επεξεργάζεται πρώτα από την αναλογική ζεύξη και μετά από την ολοκληρωτική ζεύξη.
Τα χαρακτηριστικά του ελεγκτή τύπου PI σειράς είναι:
1. Οι έξοδοι των αναλογικών και ολοκληρωτικών συνδέσμων προστίθενται ως έξοδος του ελεγκτή. Επομένως, η έξοδος του ελεγκτή σειράς PI είναι ανάλογη με το μέγεθος του σήματος σφάλματος και αντιστρόφως ανάλογη με την ταχύτητα αλλαγής του σήματος σφάλματος.
2. Το αναλογικό κέρδος και το αναπόσπαστο κέρδος του ελεγκτή σειράς PI μπορούν να ρυθμιστούν ανεξάρτητα, ώστε να μπορούν να ρυθμιστούν σύμφωνα με τις πραγματικές ανάγκες.
3. Η ταχύτητα απόκρισης του ελεγκτή PI τύπου σειράς είναι μεγαλύτερη, αλλά υπάρχει φαινόμενο υπέρβασης. Όταν το σήμα σφάλματος είναι μεγάλο, η έξοδος του ελεγκτή θα αυξηθεί γρήγορα, με αποτέλεσμα η ταχύτητα απόκρισης του ελεγχόμενου αντικειμένου να είναι πολύ γρήγορη, ακόμη και το φαινόμενο της υπέρβασης.
II. Ελεγκτής PI παράλληλου τύπου
Ο παράλληλος ελεγκτής PI αναφέρεται στους αναλογικούς και ενσωματωμένους συνδέσμους που συνδέονται μεταξύ τους παράλληλα, δηλαδή, το σήμα σφάλματος υποβάλλεται σε επεξεργασία από τους αναλογικούς και ενσωματωμένους συνδέσμους ταυτόχρονα.
Ο ελεγκτής PI παράλληλου τύπου χαρακτηρίζεται από:
1. Οι έξοδοι των αναλογικών και ολοκληρωτικών συνδέσμων προστίθενται ως έξοδος του ελεγκτή. Επομένως, η έξοδος του παράλληλου ελεγκτή PI είναι ανάλογη με το μέγεθος του σήματος σφάλματος και αντιστρόφως ανάλογη με την ταχύτητα αλλαγής του σήματος σφάλματος.
2. Το αναλογικό κέρδος και το αναπόσπαστο κέρδος του παράλληλου ελεγκτή PI μπορούν να ρυθμιστούν ανεξάρτητα, ώστε να μπορούν να ρυθμιστούν σύμφωνα με τις πραγματικές ανάγκες.
3. Η ταχύτητα απόκρισης του ελεγκτή PI παράλληλου τύπου είναι αργή, αλλά δεν υπάρχει φαινόμενο υπέρβασης. Επειδή οι αναλογικές και οι ενσωματωμένες ζεύξεις ενεργούν στο σήμα σφάλματος ταυτόχρονα, η έξοδος του ελεγκτή δεν θα αυξηθεί γρήγορα, αποφεύγοντας την εμφάνιση υπερβολικά γρήγορης ταχύτητας απόκρισης και φαινομένου υπέρβασης του ελεγχόμενου αντικειμένου.
III. Σύγκριση σειράς-τύπου PI ελεγκτής και παράλληλου-ελεγκτή τύπου PI
1. Ταχύτητα απόκρισης:η ταχύτητα απόκρισης του ελεγκτή σειράς-τύπου PI είναι μεγαλύτερη, ενώ η ταχύτητα απόκρισης του παράλληλου-ελεγκτή τύπου PI είναι πιο αργή. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι αναλογικές και ενσωματωμένες ζεύξεις του ελεγκτή σειράς PI συνδέονται σειριακά και ο χρόνος επεξεργασίας του σήματος σφάλματος είναι μικρότερος. ενώ οι αναλογικές και ολοκληρωτικές ζεύξεις του παράλληλου ελεγκτή PI συνδέονται παράλληλα και ο χρόνος επεξεργασίας του σήματος σφάλματος είναι μεγαλύτερος.
2. Φαινόμενο υπέρβασης:Ο σειριακός ελεγκτής PI έχει φαινόμενο υπέρβασης, ενώ ο παράλληλος ελεγκτής PI δεν έχει φαινόμενο υπέρβασης. Αυτό συμβαίνει επειδή όταν το αναλογικό κέρδος του ελεγκτή σειράς PI είναι μεγάλο, θα οδηγήσει σε ταχεία αύξηση της εξόδου του ελεγκτή, η οποία θα προκαλέσει την ταχύτητα απόκρισης του ελεγχόμενου αντικειμένου να είναι πολύ γρήγορη και να εμφανιστεί το φαινόμενο υπέρβασης. και όταν το αναλογικό κέρδος του παράλληλου ελεγκτή PI είναι μικρό, μπορεί να αποφύγει αυτήν την κατάσταση.
3. Σταθερότητα:η σταθερότητα του ελεγκτή PI σειράς-τύπου PI είναι κακή και η σταθερότητα του ελεγκτή PI παράλληλου τύπου είναι καλύτερη. Αυτό συμβαίνει επειδή το αναλογικό κέρδος και το αναλογικό κέρδος του ελεγκτή σειράς-τύπου PI είναι ανεξάρτητα, όταν το αναλογικό κέρδος είναι πολύ μεγάλο ή το αναπόσπαστο κέρδος είναι πολύ μικρό, είναι εύκολο να προκληθεί αστάθεια του συστήματος. και παράλληλη ελεγκτής PI αναλογικό κέρδος και αναπόσπαστο κέρδος είναι αμοιβαία επιρροή, μπορεί να εξασφαλίσει καλύτερα τη σταθερότητα του συστήματος.
4. Προσαρμογή παραμέτρων:Το αναλογικό κέρδος και το ολοκληρωτικό κέρδος του ελεγκτή PI σειράς μπορούν να ρυθμιστούν ανεξάρτητα, ενώ το αναλογικό κέρδος και το αναπόσπαστο κέρδος του παράλληλου ελεγκτή PI μπορούν επίσης να ρυθμιστούν ανεξάρτητα. Ωστόσο, λόγω της ύπαρξης του φαινομένου υπέρβασης στον ελεγκτή PI σειράς, είναι απαραίτητο να περιοριστεί το αναλογικό κέρδος στην πρακτική εφαρμογή. ενώ ο παράλληλος ελεγκτής PI δεν έχει φαινόμενο υπέρβασης, επομένως μπορεί να είναι πιο ευέλικτο να ρυθμίζει το αναλογικό κέρδος και το αναπόσπαστο κέρδος.
Συνοπτικά, ο ελεγκτής PI σειράς και ο παράλληλος ελεγκτής PI έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Σε πρακτικές εφαρμογές, ο κατάλληλος τύπος θα πρέπει να επιλέγεται σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά του ελεγχόμενου αντικειμένου και τις απαιτήσεις ελέγχου. Εάν χρειάζεστε γρήγορη απόκριση και μεγάλη ακρίβεια ελέγχου, μπορείτε να επιλέξετε ελεγκτή σειράς PI. εάν χρειάζεστε σταθερή απόδοση ελέγχου και μικρή υπέρβαση, μπορείτε να επιλέξετε παράλληλο ελεγκτή PI. Επιπλέον, η απόδοση ελέγχου μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω με λογική προσαρμογή παραμέτρων και βελτιστοποιημένο σχεδιασμό.