Integraalisäätimiä

Integraalisäätimiä ovat automaattisäätöjärjestelmissä käytettäviä säätimiä, jotka pyrkivät eliminoimaan ohjausjärjestelmän pysyvän virheen. Pysyvä virhe tarkoittaa tilannetta, jossa mitattu arvo ei koskaan saavuta täysin haluttua asetusarvoa säätöprosessin päätyttyä. Integraalisäätö perustuu virheen kumulatiiviseen summaan ajan funktiona. Kun virhe on olemassa, integraattori kasvattaa tai vähentää ohjaussignaalia jatkuvasti, kunnes virhe on nolla.

Integraalisäätimen toiminta voidaan kuvata matemaattisesti integraalilla. Säätöpiirin virhe e(t) integroidaan ajan suhteen, ja tämä integroitu virhe muodostaa säätötoimenpiteen u(t). Kaavana tämä ilmaistaan usein muodossa u(t) = Ki * ∫e(t)dt, missä Ki on integraalin vahvistuskerroin. Suurempi Ki tarkoittaa nopeampaa virheen eliminointia, mutta liian suuri arvo voi johtaa epästabiilisuuteen ja värähtelyyn.

Integraalisäädintä käytetään usein yhdessä muiden säätöalgoritmien, kuten PI-säätimen (proportional-integral controller) tai PID-säätimen (proportional-integral-derivative controller), kanssa. Pelkkä integraalisäädin ei yksinään tarjoa riittävää dynamiikkaa tai stabiilisuutta useimmissa sovelluksissa, mutta se on tehokas työkalu pysyvän virheen poistamiseen. Sen etuja ovat yksinkertaisuus ja kyky varmistaa tarkka asetusarvon saavuttaminen pitkällä aikavälillä. Sitä käytetään esimerkiksi lämpötilan, paineen ja virtaaman säätöön.