Состояние ошибки в пропорционально-интегрально-производном регуляторе
Интегральное завершение , также известное как завершение интегратора [1] или завершение сброса , [2] относится к ситуации в ПИД-регуляторе , когда происходит большое изменение уставки (скажем, положительное изменение), и интегральный член накапливает значительную ошибку во время подъема. (завершение), таким образом выходя за пределы и продолжая увеличиваться по мере устранения этой накопленной ошибки (компенсируемой ошибками в другом направлении).
Решения
Эту проблему можно решить путем
- Инициализация интеграла контроллера желаемым значением, например , значением до возникновения проблемы .
- Увеличение уставки с подходящим темпом
- Условное интегрирование : отключение интегральной функции до тех пор, пока контролируемая переменная процесса (PV) не войдет в контролируемую область [3]
- Предотвращение накопления интегрального члена выше или ниже заранее определенных границ [4]
- Обратный расчет интегрального члена для ограничения результатов процесса в допустимых пределах. [5] [6] [3]
- Интегратор Clegg : обнуление целочисленного значения каждый раз, когда ошибка равна нулю или пересекает его. [7] Это позволяет избежать попыток контроллера заставить систему иметь тот же интеграл ошибки в направлении, противоположном тому, которое было вызвано возмущением, но вызывает колебания, если для поддержания процесса на заданном значении требуется ненулевое значение управления. [8]
Вхождение
Интегральная завершенность, в частности, возникает как ограничение физических систем по сравнению с идеальными системами из-за того, что идеальный результат физически невозможен (насыщение процесса: выход процесса ограничен в верхней или нижней части шкалы, что делает ошибку постоянной). Например, положение клапана не может быть более открытым, чем полностью открытым, а также не может быть более закрытым, чем полностью закрытым. В этом случае защита от завершения может фактически включать в себя отключение интегратора на периоды времени, пока отклик не вернется в приемлемый диапазон.
Обычно это происходит, когда выходной сигнал контроллера больше не может влиять на управляемую переменную или если контроллер является частью схемы выбора и выбран правильно.
Интегральный запуск был большей проблемой в аналоговых контроллерах. В современных распределенных системах управления и программируемых логических контроллерах гораздо проще предотвратить интегральное завершение, либо ограничивая выходной сигнал контроллера, ограничивая интеграл для получения допустимого выходного сигнала [5] , либо используя внешнюю обратную связь сброса, которая является средством обратной связи. выбранный выход на интегральную схему всех контроллеров в схеме выбора, чтобы поддерживать замкнутый контур .
Рекомендации
- ^ «Примечания по применению микрочипа AN532: Сервоуправление двигателем постоянного тока» (PDF) . Microchip Technology, Inc. 1997. с. 4 . Проверено 7 января 2014 г.
- ^ М. Тэм. «Дискретные ПИД-регуляторы» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 28 марта 2020 г. Проверено 7 января 2014 г.
- ^ аб Астром, Карл Йохан; Рундквист, Ларс (1989). «Завершение интегратора и как его избежать» (PDF) . 1989 Американская конференция по контролю . стр. 1693–1698. дои : 10.23919/ACC.1989.4790464. S2CID 36848080.
- ^ Борегар, Бретт. «Улучшение PID для начинающих: сброс настроек». Блог проекта . Проверено 21 ноября 2021 г.
- ^ Аб Купер, Дуглас. «Интегральный (сброс) запуск, логика оболочки и форма PI скорости» . Проверено 18 февраля 2014 г.
- ^ Астрем, Карл (2002). Проект системы управления (PDF) . стр. 228–231.
- ^ Чжэн, Цзиньчуань; Го, Юцянь; Фу, Миньюэ; Ван, Юи; Се, Лихуа (2007). «Улучшенная конструкция управления сбросом для этапа позиционирования PZT». 2007 Международная конференция IEEE по приложениям управления . стр. 1272–1277. дои : 10.1109/CCA.2007.4389410. hdl : 1959.13/937597. ISBN 978-1-4244-0442-1. S2CID 14877444.
- ^ Холлот, резюме (1997). «Возвращаясь к интеграторам Clegg: периодичность, стабильность и IQC» . Тома трудов МФБ . 30 (27): 31–38. дои : 10.1016/S1474-6670(17)41154-2.
