Интегральная заводной , также известный как интегратор заводной [1] или сброса заводной , [2] относится к ситуации , в контроллере обратной связи ПИД - регулятора , где происходит большое изменение заданного значения (скажем , положительное изменение) и интегральный член аккумулирует значительную ошибку во время повышается (нарастание), таким образом превышая и продолжая увеличиваться по мере того, как эта накопленная ошибка раскручивается (компенсируется ошибками в другом направлении). Конкретная проблема - это чрезмерное превышение.
Решения
Эту проблему можно решить с помощью
- Инициализация интеграла контроллера желаемым значением, например значением до возникновения проблемы
- Увеличение уставки с подходящей рампой
- Отключение интегральной функции до тех пор, пока контролируемая переменная процесса (PV) не войдет в контролируемую область
- Предотвращение накопления интегрального члена выше или ниже заранее определенных границ
- Обратное вычисление интегрального члена для ограничения вывода процесса в допустимых пределах. [3]
- Обнуление интегрального значения каждый раз, когда ошибка равна нулю или пересекает его. Это позволяет избежать попытки контроллера заставить систему иметь такой же интеграл погрешности в противоположном направлении, как это было вызвано возмущением.
Вхождение
Интегральное завершение, в частности, возникает как ограничение физических систем по сравнению с идеальными системами из-за того, что идеальный выход физически невозможен ( насыщение процесса : выход процесса ограничен вверху или внизу его шкалы, что делает погрешность постоянной). Например, положение клапана не может быть более открытым, чем полностью открытым, а также не может быть закрыто более, чем полностью закрыто. В этом случае антизаключение может фактически включать отключение интегратора на периоды времени, пока отклик не вернется в допустимый диапазон.
Обычно это происходит, когда выход контроллера больше не может влиять на управляемую переменную или если контроллер является частью схемы выбора и выбран правильно.
Интегральное нарастание было большей проблемой для аналоговых контроллеров. В современных распределенных системах управления и программируемых логических контроллерах гораздо проще предотвратить интегральное нарастание, ограничив выход контроллера или используя внешнюю обратную связь сброса, которая является средством обратной передачи выбранного выхода на интегральную схему всех контроллеров в системе. схема выбора, чтобы поддерживать замкнутый цикл .
Кроме того, интегральные члены, как правило, могут иметь нежелательные эффекты. Разные ситуации могут потребовать разного интегрального поведения. Например, в навигационной системе, основанной на пеленге и ошибке между целевым и фактическим пеленгом, интегральный член имеет желаемую способность корректировать пеленг после отклонения и восстанавливать курс (а не только пеленг) на желаемый. И наоборот, круиз-контроль скорости автомобиля не должен пытаться уравновесить ошибки в одном направлении с ошибками в другом. Например, период времени, проведенный ниже уставки скорости, не должен уравновешиваться равным интегралом выше уставки скорости. В последнем случае желательно обнулять интегратор каждый раз, когда ошибка равна нулю или когда ошибка меняет знак. Удобный и надежный метод определения того, когда ошибка меняет знак или становится равной нулю, - это умножение текущей ошибки на предыдущую. (Предыдущая ошибка будет доступна, если также используется производный член.) Если произведение равно нулю или отрицательно, интегратор должен быть обнулен.
Рекомендации
- ^ "Примечание по применению микросхемы AN532: Сервоуправление двигателем постоянного тока" (PDF) . Microchip Technology, Inc. 1997. стр. 4 . Проверено 7 января 2014 .
- ^ М. Там. «Дискретизированные ПИД-регуляторы» (PDF) . Проверено 7 января 2014 .
- ^ Купер, Дуглас. «Интегральное (сброс) закручивание, логика оболочки и форма PI Velocity» . Проверено 18 февраля 2014 .