KWALIFIKACJA ELM1 - STYCZEŃ 2023

Typ regulatora można rozpoznać po tym, jak zmienia się jego wyjście w czasie po podaniu skoku na wejście (lub po obserwacji typowych cech przebiegu w pętli regulacji). Odpowiedź skokowa jest tu kluczowa, bo człony P, I i D wnoszą charakterystyczne "kształty":

• Regulator P reaguje natychmiastowo: wyjście zmienia się skokowo, proporcjonalnie do uchybu. W stanie ustalonym może pozostawać uchyb ustalony, bo brak mechanizmu "dopychania" sygnału w czasie.
• Regulator PI ma człon proporcjonalny oraz człon całkujący. Całkowanie powoduje narastanie wpływu sterowania w czasie, gdy uchyb utrzymuje się niezerowy. Dzięki temu PI typowo eliminuje uchyb ustalony w wielu zadaniach regulacji, ale może zwiększać skłonność do przeregulowania, jeśli nastawy są zbyt agresywne.
• Regulator PD zawiera różniczkowanie, które reaguje na szybkość zmian sygnału. W odpowiedzi skokowej idealny człon D dawałby bardzo krótkotrwały, silny efekt na początku (w praktyce filtrowany). PD nie usuwa uchybu ustalonego, bo brak całkowania.
• Regulator PID łączy wszystkie trzy działania. W przebiegu widać jednocześnie efekt całkowania (narastanie wpływu w czasie, dążenie do likwidacji uchybu ustalonego) oraz efekt różniczkowania (mocniejsza reakcja na szybkie zmiany, często poprawa tłumienia/przeregulowania, ale też większa wrażliwość na szumy pomiarowe).

Poprawna odpowiedź "PI" oznacza, że przedstawiony na rysunku przebieg ma cechy typowe dla obecności całkowania, ale bez jednoznacznych symptomów członu różniczkującego. Odpowiedzi "P" i "PD" odpadają, gdy z wykresu wynika potrzeba eliminacji uchybu ustalonego (co zapewnia całkowanie). Odpowiedź "PID" byłaby właściwa tylko wtedy, gdy na wykresie dałoby się uzasadnić jednoczesne działanie całkujące i różniczkujące.

Wskazówka egzaminacyjna: ucz się kojarzyć człon I z "narastaniem w czasie" oraz likwidacją uchybu ustalonego, a człon D z reakcją na szybkie zmiany (często widoczną głównie na początku odpowiedzi).