Podstawy sterowania

 

Budowa układu regulator-obiekt.

 

Klasyczny schemat blokowy obiektu wraz z regulatorem najprościej można przedstawić w poniższy sposób.

 

 

 

Na regulator podawana jest wartość ‘r’ którą chcemy uzyskać na wyjściu obiektu. Zadaniem regulatora jest podanie takiego sygnału na obiekt, aby na jego wyjściu otrzymać sygnał jak najbardziej zbliżony do zadanego. Niestety w układzie powyższym występują błędy sterowania powodowane dynamiką układu. Aby wyeliminować ten błąd stosuje się układ, który porównuje wartość zadaną i wyjściową. Różnica tych dwóch wartości podawana jest dopiero na regulator, który tak steruje obiektem, aby na swoim wejściu otrzymać zero. Układy takie nazywamy zamkniętymi, a porównywanie wartości wyjściowej i wejściowej układu ujemną pętlą zwrotna. Różnicę tych dwóch wartości nazywamy uchybem. Układ taki jest zaprezentowany na poniższym rysunku.

 

 

Powszechnie stosowanymi regulatorami są tzw. regulatory PID. Składają się one z trzech członów: proporcjonalnego (P), całkującego (I), różniczkującego (D). Regulatory te mogą występować w różnych wersjach.

Najczęściej stosuje się następujące zestawienia:

-        regulator proporcjonalny P

-        regulator proporcjonalno-całkujący PI

-        regulator proporcjonalno-różniczkujący PD

-        regulator proporcjonalno-całkująco-różniczkujący PID

 

W celu odpowiedniego dobrania parametrów regulatora PID konieczna jest dokładna znajomość matematycznego opisu obiektu sterowanego wraz z jego stałymi czasowymi.

W niektórych przypadkach model matematyczny obiektu sterowanego jest niezwykle trudny do zapisania lub wręcz niemożliwy. W tym miejscu z pomocą przychodzi nam sterowanie rozmyte. Jest ono intuicyjne i do sterowania nie wymaga matematycznego opisu obiektu.