Proportional Control – Điều khiển theo tỷ lệ là công nghệ điều khiển quy trình đáp ứng theo tỷ lệ chênh lệch giữa giá trị điểm đặt (SP) và giá trị hiện tại của biến quy trình (PV). Trong điều khiển tỷ lệ, giá trị điểm đặt được theo dõi liên tục với giá trị quá trình hiện tại và sự khác biệt giữa hai giá trị này tạo ra tín hiệu lỗi e(t). Bộ điều khiển tỷ lệ thực hiện hành động điều khiển tỷ lệ.
Bộ điều khiển tỷ lệ hay thường được gọi là bộ điều khiển P cho đầu ra tỷ lệ với tín hiệu lỗi. Tín hiệu lỗi là sự khác biệt giữa điểm đặt và giá trị quy trình hiện tại.
Bộ điều khiển tỷ lệ so sánh điểm đặt với giá trị thực hoặc giá trị quá trình phản hồi và tạo tín hiệu lỗi. Lỗi kết quả được nhân với hệ số nhân để có được đầu ra. Hệ số nhân được gọi là Hệ số khuếch đại tỷ lệ (KP) của bộ điều khiển tỷ lệ.
Nếu giá trị lỗi bằng không, thì đầu ra của bộ điều khiển bằng không. Giá trị của hệ số khuếch đại tỷ lệ (KP) càng lớn thì phản ứng của hệ thống điều khiển càng nhanh. Giá trị của hệ số khuếch đại tỷ lệ càng nhỏ thì phản ứng của hệ thống điều khiển càng chậm.
Tất cả chúng ta đều muốn có một hệ thống nhanh chóng để duy trì hệ thống kiểm soát của mình. Nhưng vấn đề duy nhất mà chúng ta gặp phải khi tăng hệ số khuếch đại tỷ lệ (KP) là độ vọt lố và thiếu hụt trong hệ thống đều tăng lên. Ngoài ra, bằng cách giảm hệ số khuếch đại tỷ lệ (KP), đầu ra của hệ thống điều khiển trở nên chậm, điều này không được chấp nhận đối với nhiều hệ thống.
ỨNG DỤNG CỦA ĐIỀU KHIỂN TỶ LỆ
Điều khiển theo tỷ lệ được sử dụng khi cần duy trì biến quy trình ở mức dung sai chặt chẽ hơn và khả năng đáp ứng kịp thời. Các hệ thống điều khiển trong nhiều môi trường công nghiệp cũng như một số thiết bị thông minh sử dụng điều khiển tỷ lệ.
Kiểm soát theo tỷ lệ liên quan đến kiểm soát chi tiết thông qua cơ chế phản hồi. So với điều khiển bật tắt (còn được gọi là bang-bang control) của bộ điều nhiệt gia dụng công tắc dải kim loại truyền thống, các thiết bị sử dụng điều khiển tỷ lệ phức tạp hơn. Đáp ứng thay đổi tỷ lệ tuyến tính với chênh lệch giữa biến quy trình và điểm đặt tối ưu mong muốn. Điều này có nghĩa là phản ứng của bộ điều khiển và cơ chế tác động đến biến tạo ra phản ứng lớn hơn đối với vi sai lớn hơn và thay đổi nhỏ hơn đối với vi sai nhỏ hơn.
Sự thay đổi của phản ứng đối với biến quy trình có nghĩa là có thể duy trì dung sai chặt chẽ hơn. Khi tự động hóa máy móc nguy hiểm, xử lý các vật liệu nhạy cảm và quy trình hóa học, việc kiểm soát tỷ lệ sẽ giúp quy trình và sản xuất an toàn và đáng tin cậy hơn.
Kiểm soát hành trình và Kiểm soát hành trình thích ứng là một ví dụ về kiểm soát tỷ lệ. Đầu vào bướm ga được điều chỉnh thay đổi để phản ứng với cả việc giảm độ dốc và tăng động lượng. Đồng thời, van tiết lưu được điều chỉnh thay đổi tùy theo khoảng cách của các phương tiện khác phía trước ô tô được điều khiển. Một hệ thống kiểm soát tỷ lệ riêng biệt sẽ tác động lên phanh dần dần nếu xe quá gần xe phía trước hoặc đột ngột trong trường hợp tránh va chạm khẩn cấp.
