控制器的类型

控制器基本上是一个存在的单位控制系统这产生了控制信号，以将实际值的偏差从所需值降低到几乎为零或最低可能值。它负责系统的控制操作，以便获得准确的输出。

由控制器产生控制信号的方法称为控制动作。

下图表示工业控制器的框图：

基本上，从参考输入实现的偏差是由控制器补偿所需的误差信号，使得系统产生所需的输出。

我们已经在我们之前的控制系统中讨论过，控制系统管理系统以提供任何特定的输出。

因此，在控制系统中，控制器提供所需的控制系统，以便获得必要的输出。在本文中，我们将讨论各种类型的控制器。

控制器的类型

在讨论各种类型的控制器之前，必须了解控制器的操作模式。这是因为各种类型的控制器源自不同的操作模式。

所以，基本上有两种操作模式：

让我们首先明白什么是不连续模式。

不连续

不连续的控制器操作模式允许离散输出值。在此模式下，输出不根据控制器生成的信号显示平滑变化，而是显示从一个值到另一个值的波动。

根据这种操作模式，控制器有两种类型：

• 开关/双位置控制器
• 多位置控制器

连续

该模式允许在整个操作范围内平滑受控输出的变化。控制系统的输出显示到整个误差信号或其某种形式的成比例的连续变化。

因此，根据所应用的输入，控制器主要被归类为：

• 比例控制器
• 整体控制器
• 衍生控制器

所以，让我们现在了解每种类型的控制器。

双位置控制器

这些也称为开/关控制器。这里控制器的输出在两个特定值之间波动，通常是最大值和最小值。

最大值通常被认为是100％，而最小值为0％。

它是控制器最简单，最常见的控制操作类型。这里，输出显示根据致动错误信号的最大值和最小值之间的变化。

基本上，当致动错误信号的值增加到高于临界值时，输出从最小值变为最大值。

类似地，当错误信号的值低于临界值时，输出将从最大值降低到其最小值。

假设m是控制器的输出，E表示致动错误信号和m₁和M.₂分别表示最大值和最小值。

然后在数学上，我们可以将其写为：

下图表示双位置控制器的框图：

如果在ON-OFF控制器的情况下，每次误差会增加或减少0时，它是值得注意的，则存在重叠。这种重叠导致错误的跨度，并且这种错误的错误被称为死区。

使用双位置控制器的系统的示例是室内加热器系统，水箱中的液位控制系统，空调等。

比例控制器

在这种类型的控制器中，在受控变量和致动错误信号之间保持比例线性关系。

假设M是控制器的输出，E表示错误信号然后用于比例控制器它可以写入

在这里k_P.比例增益常数是比例增益，它决定了受控输出和误差信号之间的关系。

在拉普拉斯变换方面，上述等式可以写为：

从而

因此，我们可以说每个错误值都提供在这种情况下的唯一控制器输出。

如我们讨论的那样，在控制器输出和误差信号之间存在线性关系。但控制器的输出不得为0，因为误差信号的0值将导致过程中的停止状态。

因此，对于零错误，输出将是：

：m_O.在零误差时被控制输出。

这种类型的控制器允许两者都允许直接以及反向行动。这是因为取决于参考输入和反馈信号的差异，误差可以是正的或负的。

随着控制器的输入增加，其输出也增加，那么它被称为直接控制动作。

虽然如果输入的增加导致输出减少，而且反之亦然，那么它被称为反向行动。

整体控制器

具有类型控制动作的控制器，其中输出的变化率与致动误差信号显示为积分控制器。

它可以在数学上写作

：Ki代表常数

因此可以写入上述等式

：M（0）是T = 0的控制器的输出

在集成控制器的情况下，控制器的输出的变化率取决于积分时间常数，直到时间误差信号变为0。因此，据说比比例控制器相对较慢。

这里为了比较需要更高的时间来生成可观的输出。但在其情况下，处理继续，直到时间误差信号变为零。

衍生控制器

在衍生类型的控制器中，控制器输出取决于错误信号变化的速率。

实际上我们可以说错误是时间的函数，并且在任何给定的时间瞬间它可以为0.然而，即使在该时间的那时，它也不需要保持零。

因此，必须有一些动作指定错误信号的变化率。有时它也被称为a速率动作模式控制器。

因此，它是：

：KD表示衍生增益常数，其显示控制器的输出量为每秒致动误差信号的变化率的每秒。

对于上述等式，Laplace变换是给出的

或者我们可以写它

因此，我们可以说错误信号的每个变化率都提供了控制器输出的显着不同的值。

它用作系统的有利因子，因为每次输出随误差信号的变化而变化时，在误差接近大值之前都提供了显着的校正输出。

实际上，这些模式不可单独使用，因此使用这些模式的组合。

因此，组合如下：

• 比例积分控制器：这种类型的控制器由比例和积分控制动作的合并形成。

此类控制器的数学表达式如下：

：m（0）表示T = 0的初始输出。

• 比例衍生控制器：当比例控制动作与衍生控制动作串联结合时，它被称为比例衍生控制器。

在数学上表达为：

• 比例整体衍生控制器：组合所有三种模式的控制动作，即比例，积分和衍生物，称为比例，积分和导数控制器或PID控制器。

在数学上，它是：

因此，这是关于控制器及其类型的。