PI 制御設計

スマートフォンの自動輝度調整などのアプリケーションでは、比例積分コントローラは、時間変動誤差を必要とするPDコントローラとは異なり、ステップ関数入力の定常状態誤差を効果的に軽減します。

PIコントローラーの積分コンポーネントは、比例部分によって対処されない残留定常状態誤差を排除します。

オペアンプベースのPIコントローラは、抵抗とコンデンサを使用してエラー信号を処理し、抵抗からの比例フィードバックとコンデンサからの積分応答によって制御信号を生成します。

2つまたは3つのオペアンプ回路には独自の伝達関数があり、PIコントローラーのパラメーターは回路特性にリンクされています。

3つのオペアンプ回路は、比例ゲインと積分ゲインを回路パラメータに個別にリンクします。どちらの回路もコンデンサに反比例する積分ゲインを備えているため、効果的なPI制御設計ではコンデンサ値が大きくなる可能性があります。

PIコントローラは、ゼロと極を追加して順方向の伝達関数を変更することにより、システム性能を向上させ、定常状態の誤差を1桁低減します。

特定の入力に対する定常状態誤差が一定の場合、補償されたシステムが安定している限り、PI 制御はそれを 0 に減少させます。