В системах управления П-регулирование, также известное как пропорциональное управление, является фундаментальным методом, используемым для достижения стабильности и желаемой производительности. Он включает в себя регулировку управляющего сигнала пропорционально ошибке между желаемым заданным значением и фактическим выходным сигналом системы. В этой статье мы рассмотрим различные методы и приведем примеры кода для реализации P-регулирования с использованием Octave, языка программирования высокого уровня.

1. Метод 1: базовое П-регулирование
   Простейшая форма П-регулирования включает умножение ошибки на постоянный коэффициент усиления Kp и добавление его к управляющему сигналу. Фрагмент кода ниже демонстрирует базовую реализацию P-регулирования в Octave:

function control_signal = p_regulation(error, Kp)
    control_signal = Kp * error;
end

1. Метод 2: Пропорционально-интегральное (ПИ) управление
   В некоторых случаях необходимо устранить установившиеся ошибки, вызванные внешними возмущениями или смещениями системы. Пропорционально-интегральное (ПИ) управление включает в себя интегральный термин P-регулирования. Интегральный член накапливает ошибку с течением времени и добавляет ее к управляющему сигналу. Вот пример реализации PI-контроля:

function control_signal = pi_control(error, Kp, Ki)
    persistent integral_term;
    if isempty(integral_term)
        integral_term = 0;
    end

    integral_term = integral_term + error;
    control_signal = Kp * error + Ki * integral_term;
end

1. Метод 3: Пропорционально-производное (PD) управление
   Пропорционально-производное (PD) управление, аналогично P-регулированию, добавляет производный член для улучшения реакции системы. Производная часть учитывает скорость изменения ошибки и помогает уменьшить перерегулирование и повысить стабильность. Вот пример реализации контроля PD:

function control_signal = pd_control(error, Kp, Kd)
    persistent previous_error;
    if isempty(previous_error)
        previous_error = 0;
    end

    derivative_term = error - previous_error;
    control_signal = Kp * error + Kd * derivative_term;

    previous_error = error;
end

1. Метод 4: пропорционально-интегрально-дифференциальное (ПИД) управление
   ПИД-регулирование является одним из наиболее широко используемых методов управления. Он сочетает в себе пропорциональные, интегральные и производные члены для достижения лучшей производительности и надежности. Вот пример реализации ПИД-регулирования:

function control_signal = pid_control(error, Kp, Ki, Kd)
    persistent integral_term;
    persistent previous_error;

    if isempty(integral_term)
        integral_term = 0;
    end

    if isempty(previous_error)
        previous_error = 0;
    end

    integral_term = integral_term + error;
    derivative_term = error - previous_error;

    control_signal = Kp * error + Ki * integral_term + Kd * derivative_term;

    previous_error = error;
end

В этой статье мы рассмотрели несколько методов реализации P-регулирования с помощью Octave. Мы рассмотрели базовое П-регулирование, а также более продвинутые методы, такие как ПИ-, ПД- и ПИД-регулирование. Каждый метод имеет свои преимущества и подходит для различных сценариев системы управления. Понимая эти методы и используя предоставленные примеры кода, вы сможете эффективно реализовать P-регулирование в своих системах управления, достигнув стабильности и желаемой производительности.