Proportionalreglering

Proportionalreglering, ofta kallad P-reglering, är en enkel återkopplingsreglering där reglerkraften är proportionell mot felet mellan ett önskat setpoint och processens aktuella värde. Reglerfunktionen uttrycks vanligtvis som u(t) = Kp · e(t), där e(t) = r(t) − y(t) och Kp är proportionalitetskonstanten.

I en typisk enhetsåterkopplad slinga med öppen loop G(s) blir den slutna regulatorn T(s) = Kp G(s) / (1 + Kp G(s)). Responsen styrs av både processen G(s) och valet av Kp. Ökad Kp ger ofta snabbare svar men ökar risken för överskjut, oscillationer och instabilitet. För ett steg i setpoint i ett typ-0-system (utan integrator) är det vanligt med ett icke-nollt steady-state fel när Kp är finite; felet minskar generellt när Kp ökar men någots noll för finite Kp är inte garanterat. Integratorn i PI/PID-reglering kan eliminera detta fel i lång tid.

Fördelar med proportionalreglering är enkelhet och lågt beräkningsbehov, vilket gör den lämplig för snabba, påtagliga justeringar i många användningsområden. Begränsningar inkluderar känslighet för modellfel och störningar, begränsad precision i slutligt fel och risk för dålig stabilitet vid hög reglerkraft.

Design och tuning av Kp sker ofta genom empirisk provning, heurstik eller standardiserade metoder som enkla regler för överskott och kritiskt gain. Proportionalreglering används ofta som byggsten i mer avancerade reglerstrategier eller där snabb initial respons är viktig och exakt fel inte krävs.