Conception du contrôleur PI

Dans des applications telles que le réglage automatique de la luminosité sur les smartphones, les contrôleurs Proportional Integral atténuent efficacement les erreurs d’état stationnaire pour les entrées de fonction pas à pas, contrairement aux contrôleurs, qui nécessitent des erreurs variables dans le temps.

Le composant intégral d’un contrôleur PI élimine les erreurs résiduelles en régime permanent qui ne sont pas prises en compte par la partie proportionnelle.

Un contrôleur PI basé sur un amplificateur opérationnel utilise des résistances et un condensateur pour traiter un signal d’erreur, générant un signal de commande par rétroaction proportionnelle d’une résistance et une réponse intégrale d’un condensateur.

Les deux et trois circuits d’amplification opérationnelle ont des fonctions de transfert uniques, les paramètres du contrôleur PI étant liés à leurs caractéristiques de circuit.

Les trois circuits d’amplification opérationnelle lient indépendamment les gains proportionnels et intégraux aux paramètres du circuit. Les deux circuits ont un gain intégral inversement proportionnel au condensateur, ce qui conduit à des valeurs de condensateur potentiellement élevées pour des conceptions de contrôle PI efficaces.

En modifiant la fonction de transfert vers l’avant par l’ajout d’un zéro et d’un pôle, le contrôleur PI améliore les performances du système et réduit d’un ordre l’erreur en régime permanent.

Si l’erreur en régime permanent d’une entrée donnée est constante, la commande PI la réduit à zéro, à condition que le système compensé reste stable.