Regulator PD to regulator proporcjonalno-różniczkujący. Łączy działanie członu P (proporcjonalnego) i D (różniczkującego). Jego sygnał wyjściowy zależy od aktualnej wartości uchybu regulacji oraz od szybkości zmian tego uchybu.
Typowy zapis działania regulatora PD:
u(t) = Kp · e(t) + Kd · de(t)/dt
Gdzie:
- u(t) – sygnał sterujący,
- e(t) – uchyb regulacji,
- Kp – wzmocnienie proporcjonalne,
- Kd – wzmocnienie różniczkujące.
Cechy działania regulatora PD
Regulator PD jest stosowany wtedy, gdy trzeba poprawić dynamikę układu regulacji. Człon proporcjonalny zmniejsza uchyb, a człon różniczkujący reaguje na szybkość zmian sygnału.
Najważniejsze skutki działania regulatora PD:
- zmniejszenie błędu statycznego w porównaniu z samym członem D,
- skrócenie czasu odpowiedzi układu,
- poprawa szybkości reakcji na zmiany wartości zadanej lub zakłócenia,
- możliwość pogorszenia jakości regulacji dla małych częstotliwości,
- wzmacnianie szumów pomiarowych, szczególnie z czujników i przetworników.
Dlaczego regulator PD wzmacnia szumy?
Człon różniczkujący reaguje na szybkie zmiany sygnału. Szumy pomiarowe mają zwykle charakter szybkich, drobnych zmian, dlatego regulator PD może je wzmacniać i przenosić na sygnał sterujący.
Zastosowanie
Regulatory PD stosuje się m.in. w układach napędowych, pozycjonowaniu, automatyce maszyn i mechatronice, gdy ważna jest szybka odpowiedź układu, ale nie jest konieczne całkowite usunięcie uchybu ustalonego.