Co je PI regulace?
PI regulace je zkratka pro proporcionálně integrační regulaci. PI regulace je běžně používaná metoda v řídicích systémech, která slouží ke korekci chyby mezi požadovanou a skutečnou hodnotou na základě určitého typu zpětné vazby, například měření čidla. PI regulátor vypočítá korekci tak, že vezme rozdíl mezi požadovanou žádanou hodnotou a naměřenou hodnotou. Pokud jsou všechny parametry nastaveny správně, algoritmus PI řídí systém tak, aby naměřená hodnota odpovídala nastavené požadované hodnotě s minimálním zpožděním a překročením.
Typické aplikace, ve kterých lze PI regulaci použít, jsou:
- Řízení otáček ventilátoru pro udržení konstantního objemu proudění vzduchu. To může být zajímavé v případě, kdy je přívod čerstvého vzduchu do různých místností proměnlivý a používá se jeden centrální přívodní ventilátor.
- Řízení polohy lopatek klapky pro udržení konstantního objemu proudění vzduchu do daného prostoru, když je přívod čerstvého vzduchu proměnný.
Algoritmus PI regulace využívá kombinaci proporcionální a integrační regulace.
Proporcionální regulace - Kp
P znamená proporcionální řízení a představuje velikost vypočtené korekce. Čím blíže je měřená hodnota k žádané hodnotě, tím menší bude korekce. Výstupní signál proporcionálního regulátoru je úměrný chybě. Nízká hodnota Kp způsobí pomalou reakci. Vyšší hodnota Kp způsobí, že regulátor bude agresivněji reagovat na chyby vzdálené od žádané hodnoty. Rozdíl mezi naměřenou a žádanou hodnotou bude proto kompenzován rychleji. Pokud je hodnota Kp nastavena příliš vysoko, dochází k oscilaci. Naměřená hodnota bude neustále kolísat kolem požadované hodnoty. U PI regulátoru je důležité vždy nejprve optimalizovat hodnotu Kp. Jemné doladění pak lze provést nastavením hodnoty Ti.
Integračí regulace - Ti
I je zkratka pro integrační regulaci a sleduje, jak se při použití korekce vyvíjí v čase rozdíl mezi požadovanou žádanou hodnotou a naměřenou hodnotou. Integrální působení se používá k odstranění offsetu a lze si ho představit jako nastavitelnou vstupní hodnotu pro regulační smyčku PI.
Kp i Ti jsou parametry, které lze v PI-regulátoru nastavit ručně. Je-li aktivována (a k dispozici), funkce automatického ladění PI-regulátoru vypočítá optimální hodnoty Kp a Ti na základě odezvy procesu v reálném čase na různé hodnoty regulace.
Tento diagram ukazuje vliv různých nastavení Kp a Ti:
