Пропорциональный регулятор при соответствующем выборе зоны пропорциональности Pb позволил избавиться от принципиально колебательного характера управления, свойственного позиционному регулятору, и устранить соответствующую погрешность. однако погрешность, обусловленная колебаниями, сменилась погрешностью, связанной с остаточным рассогласованием между установившимся значением температуры XУСТ и уставкой W. в принципе, остаточное рассогласование можно скомпенсировать, скорректировав соответствующим образом уставку. однако такой подход осложняется тем, что остаточное рассогласование зависит, как уже отмечалось, от тепловых потерь и каждый раз при изменении потерь требуется новая коррекция уставки. Таким образом, возникает потребность в алгоритме, который бы автоматически устранял остаточное рассогласование. Такую функцию выполняет интегральная компонента в ПИ и ПИд-регуляторах.
Роль интегральной компоненты станет очевидной, если несколько иначе записать формулу для ПИ-регулятора.
При такой форме записи ПИ-регулятор становится похож на П-регулятор, в котором уставка теперь корректируется на величину интеграла ∆W. Интеграл автоматически корректирует уставку до тех пор, пока рассогласование не станет равным нулю (при ε=0 интеграл не меняется). если изменяются потери, возникает рассогласование и интеграл автоматически скорректирует свое значение так, чтобы рас- согласование опять стало равным нулю. на рис. 7 показано поведение температуры в объекте при четырех различных значениях постоянной времени интегрирования. Постоянная времени интегрирования Ti определяет, насколько сильно происходит коррекция уставки при наличии рассогласования. Здесь возможны три крайних случая. для расчетов использовалось оптимальное значение зоны пропорциональности Pb=40%, соответствующее рис. 4.
Первый случай чрезмерно больших значений времени интегриро- вания: Ti/τО=5. на рис. 7 (кривая 1) отчетливо видно, как постепенно устраняется остаточное рассогласование. механизм коррекции ус- тавки ∆W за счет интегрирования рассогласования здесь демонстри- руется очень наглядно (кривая 1’ – интегральная компонента сигнала управления в ПИ-регуляторе для случая 1). однако такая коррекция при данном значении происходит слишком медленно.
Значение Ti/τО =1,7 можно считать оптимальным (рис. 7, кривые 2 и 2’). в этом случае коррекция уставки интегральной компонентой происходит в ходе переходного процесса. Поэтому установившееся значение сразу выходит на уставку.
Дальнейшее уменьшение времени интегрирования (Ti /τО=0,9) приводит к тому, что интеграл накапливается слишком быстро, соот- ветственно коррекция уставки происходит быстрее, чем завершаются переходные процессы - происходит перерегулирование (рис. 7, кривые 3 и 3’). При Ti/τО=0,5, в системе возникают колебания (рис. 7, кривые 4 и 4’). в этом случае, П-регулятор как бы начинает «бегать» за все время изменяющейся уставкой ∆W – регулятор не успевает установить стационарное значение, а уставка уже изменилась.
