To answer this question, let us consider the PD response to a fast change in process signal in an open loop system (Figure 17). me time A B C Rate action due to cessation of increase in e Rate action B -C Rate action A - B Proportional action A - B Proportional action B - C Rate action due to cessation of increase in e Control signal at end of excursion Control Signal % Proces Figure 17: The open Loop Response of Proportional Plus Derivative (PD) Action to Rapidly Changing Error Signals The upper portion of Figure 17 shows a positive process excursion, AB, from the zero error condition, followed by an equal negative excursion, BC, which returns the error to zero. Note that the rate of change, i.e., the slope of the process change, from B to C is twice the rate of change of the process, from A to B. Mathematically: ( ) ( ) A B dt de B C dt de − = 2 − The proportional control action from B to C will be equal but opposite to the proportional control action from A to B. The rate or derivative control action from B to C will be double that from A to B. The resulting open loop control signal pattern is shown in the lower portion of Figure 17. The controller gain and derivative settings remain constant. Very shortly after time (t0) the control signal increases abruptly to a value determined by the rate of change of the error (e), the derivative or rate time setting, and the controller gain. Proportional action ramps the control signal up, until time (t1), to a value determined by the error (e) and the controller gain setting. This includes the direction of the error and controller action. At time (t1) the rate of change of the process error, de/dt, momentarily becomes zero, so the original change in the control signal due to the rate action drops out. Then, the process error change direction becomes negative, and the derivative control action now produces an abrupt negative control signal, double the original derivative control signal. The proportional control action then ramps the control signal down until time (t2). At time (t2) the rate of change of the process error becomes zero, so the derivative control signal again drops out leaving the control signal at its original bias (zero) error value. Note that this final bias, (zero) error value of the control signal and, hence, the control valve position at the end of this excursion, is determined solely by the proportional. The valve has been stroked rapidly and repeated by the derivative action subjecting it to unnecessary wear, with no improvement in control. The response of the closed loop shown in Figure 16 would be somewhat different because the resulting valve action would continuously alter the error signal. However, the valve would still be subjected to rapid and repeated stroking unnecessarily. Thus, it can be seen from the above discussion that the use of derivative action on fast acting processes such as flow is not advisable. Let us look at the control of a sluggish (generally a physically large) system. As an example, consider a large tank with a variable outflow and a control valve on the inflow. A large volume change will, therefore, be necessary before any appreciable change in level occurs. Consider a large change in the outflow. After some delay (due to the sluggishness of the system) the controller will respond. If we have only proportional mode on the controller the delays will mean that the controller is always chasing the error initiated by the outflow disturbance. The response to proportional control is shown in Figure 18. Note that the process has not fully stabilized after a considerable period of time. The addition of derivative action, however, causes an anticipatory response. The control signal increases more rapidly and the process is returned to a steady state in a much shorter time. Note also that: The system is more stable (less cycling) with PD control. Offset still exists. Control Signal Setpoint Level Load Disturbance Applied Prop. + Derivative Prop. Only timeFigure 18 Large System Under Proportional and Proportional Plus Derivative Control 3.6.1 Summary • Derivative or rate action is anticipatory and will usually reduce, but not eliminate, offset. • Its units are minutes (advance of proportional action). • It tends to reduce lag in a control loop. • Its use is generally limited to slow acting processes. 3.7 MULTIPLE CONTROL MODES We have already discussed some of the possible combinations of control modes. These are: Proportional only, Proportional plus reset (integral) P + I, Proportional plus derivative (rate) P + D. It is also possible to use a combination of all three-control modes, Proportional plus Integral plus Derivative (P + I + D). At a glance proportional only does not appear very attractive ñ we will get an offset as the result of a disturbance and invariably we wish to control to a fixed setpoint. An application of proportional only control in a CANDU system is in the liquid zone level control system. The reason tha
เพื่อตอบคำถามนี้ให้เราพิจารณา PD ตอบสนองอย่างรวดเร็วในกระบวนการเปลี่ยนแปลงสัญญาณในระบบวงเปิด ( รูปที่ 17 ) เวลาผม A B C อัตราการกระทำเนื่องจากการเพิ่มขึ้นในอัตราการกระทำ B - C E A - B สัดส่วนอัตราการกระทำ A - B - C อัตราการเป็นสัดส่วนการกระทำ B เนื่องจากการเพิ่มขึ้นใน E ควบคุมสัญญาณที่จุดสิ้นสุดของการเดินทางการควบคุมสัญญาณ % ตัวอย่างรูปที่ 17 : การเปิดวงของ Proportional plus Derivative ( PD ) การเกิดข้อผิดพลาดในการเปลี่ยนอย่างรวดเร็ว สัญญาณที่ส่วนบนของรูปที่ 17 แสดงให้เห็นกระบวนการบวกเที่ยว , AB , จากศูนย์ข้อผิดพลาดในเงื่อนไข ตามด้วยเท่ากับลบทัวร์ บีซี ซึ่งส่งกลับค่าความผิดพลาดเป็นศูนย์ โปรดทราบว่าอัตราของการเปลี่ยนแปลง เช่น ความลาดชันของการเปลี่ยนแปลงกระบวนการผลิต จาก B เป็น C เป็นสองเท่าของอัตราการเปลี่ยนแปลงของกระบวนการ จาก A ไป B . ทางคณิตศาสตร์ : ( ) ( ) เป็น บี บี ซี เด เดอ ดีที DT = −− 2 เมื่อควบคุมการกระทำจาก B เป็น C จะเท่ากัน แต่ ตรงข้ามกับการกระทำควบคุมสัดส่วนจาก A ถึง B เท่ากันหรือการกระทำควบคุมอนุพันธ์จาก B เป็น C จะเป็นคู่ที่จาก A ไป B . ผลสัญญาณควบคุมแบบลูปเปิดแสดงในส่วนล่างของรูปที่ 17 ควบคุมได้รับการตั้งค่าและอนุพันธ์ยังคงคงที่ ไม่นานหลังจากที่เวลา ( t0 ) สัญญาณควบคุมทันที เพื่อเพิ่มมูลค่า โดยพิจารณาอัตราการเปลี่ยนแปลงของข้อผิดพลาด ( E ) , อนุพันธ์ หรือ การตั้งค่าเวลาที่เท่ากัน และควบคุมได้ การกระทำตามทางลาดสัญญาณควบคุม จนกระทั่งเวลา ( T1 ) , ค่ากำหนดโดยความผิดพลาด ( E ) และควบคุมได้รับการตั้งค่า นี้รวมถึงทิศทางของข้อผิดพลาดและการควบคุม ในเวลา ( T1 ) อัตราการเปลี่ยนแปลงของกระบวนการข้อผิดพลาด de / DT , ประเดี๋ยวจะกลายเป็นศูนย์ ดังนั้นเดิมเปลี่ยนสัญญาณควบคุม เนื่องจากอัตราการหยดออกมา จากนั้นกระบวนการข้อผิดพลาดเปลี่ยนทิศทางเป็นลบ และการดําเนินการการควบคุมแบบอนุพันธ์ตอนนี้สร้างสัญญาณควบคุมลบทันทีทันใด คู่เดิม การควบคุมแบบอนุพันธ์สัญญาณ การกระทำควบคุมสัดส่วนแล้วทางลาดสัญญาณควบคุมลง จนกระทั่งเวลา ( T2 ) ในเวลา ( T2 ) อัตราการเปลี่ยนแปลงของกระบวนการผิดพลาดจะกลายเป็นศูนย์ ดังนั้นสัญญาณการควบคุมแบบอนุพันธ์อีกหยดออกออกจากสัญญาณควบคุมที่อคติเดิม ( ศูนย์ ) ค่าผิดพลาด หมายเหตุว่า อคติ สุดท้าย ( ศูนย์ ) ข้อผิดพลาดค่าของสัญญาณควบคุมและ , จึง , วาล์วควบคุมตำแหน่งที่ส่วนท้ายของทัวร์นี้ จะพิจารณา แต่เพียงผู้เดียว โดยสัดส่วน วาล์วถูกจับอย่างรวดเร็ว และซ้ำโดยอนุพันธ์การ subjecting มันใส่ไม่จำเป็น ไม่มีการปรับปรุงในการควบคุม การตอบสนองของวงปิดที่แสดงในรูปที่ 16 จะแตกต่างกันบ้าง เพราะผลการกระทำอย่างต่อเนื่องจะเปลี่ยนวาล์วสัญญาณข้อผิดพลาด อย่างไรก็ตาม วาล์วก็จะต้องรวดเร็ว และลูบซ้ำโดยไม่จำเป็น ดังนั้น จะเห็นได้จากการสนทนาข้างต้นที่ใช้บ้องหูทำตัวอย่างรวดเร็วกระบวนการเช่นการไหลไม่แนะนํา ให้เราดูที่การควบคุมของซบเซา ( โดยทั่วไปร่างกายขนาดใหญ่ ) ระบบ ตัวอย่าง พิจารณาถังขนาดใหญ่ที่มีการรั่วไหลของตัวแปรและวาล์วควบคุมการไหล . การเปลี่ยนแปลงปริมาณขนาดใหญ่จะ ดังนั้น เป็นสิ่งจำเป็นก่อนที่จะเปลี่ยนแปลงใด ๆในระดับตนเองเกิดขึ้น พิจารณาการเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่ในออก หลังจากที่ล่าช้า ( เนื่องจากความเกียจคร้านของระบบ ) ตัวควบคุมจะตอบสนอง หากมีสัดส่วนในโหมดควบคุมความล่าช้าจะหมายความว่าตัวควบคุมเสมอไล่ข้อผิดพลาดที่ริเริ่มโดยเข้าไปรบกวน การตอบสนองต่อการควบคุมสัดส่วนที่แสดงในรูปที่ 18 หมายเหตุกระบวนการที่ยังไม่เต็มที่มีเสถียรภาพหลังจากระยะเวลามากของเวลา นอกเหนือจากการกระทำอนุพันธ์ อย่างไรก็ตาม สาเหตุการตอบสนองที่ข้างประตู . สัญญาณควบคุมเพิ่มมากขึ้นอย่างรวดเร็วและกระบวนการกลับเข้าสู่สภาวะคงตัวในเวลาที่สั้นมาก ยังทราบว่าระบบมีเสถียรภาพมากขึ้น ( จักรยานน้อย ) ควบคุม PD ชดเชยที่ยังคงมีอยู่ ควบคุมระดับสัญญาณเซตพอยนต์ผลใช้ prop + อุปกรณ์ที่ได้มา ระบบที่มีขนาดใหญ่เท่านั้น timefigure 18 ภายใต้สัดส่วนสัดส่วนบวกและอนุพันธ์อนุพันธ์ - ควบคุม 3.6.1 สรุปอัตราการกระทำข้างประตูและมักจะลด แต่ไม่ขจัดชดเชย บริการของหน่วยเป็นนาที ( ก่อนการเป็นสัดส่วน ) บริการมีแนวโน้มที่จะลดความล่าช้าในการควบคุมวง - การใช้งานทั่วไป ( ช้าทำกระบวนการ 3.7 หลายโหมดควบคุมเราได้กล่าวถึงบางส่วนของชุดค่าผสมที่เป็นไปได้ของโหมดควบคุม ซึ่งมีสัดส่วนเพียง Proportional plus ใหม่ ( integral ) P + I , Proportional plus Derivative ( คะแนน ) P + D . นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะใช้การรวมกันของโหมดการควบคุมทั้งหมด 3 , Proportional plus Integral plus Derivative ( P + I + D ) มองสัดส่วนเพียงไม่ปรากฏมีเสน่ห์มาก 15 เราจะได้รับชดเชยผลของการรบกวน และคงเส้นคงวา เราต้องการที่จะควบคุมการเซตพอยนต์ถาวร การประยุกต์ใช้การควบคุมเพียงสัดส่วนในระบบแคนดูในระบบการควบคุมระดับโซนของเหลว . th
การแปล กรุณารอสักครู่..
