В інтегральних регуляторах швидкість зміни вихідної величини Xр пропорційна до вхідної величини Υ , тобто dXр (t) / dt = Кί * Υ ,
де Кί – коефіцієнт пропорційності або передавання інтегрального регулятора.
Таким чином, вихідна величина Xр інтегрального регулятора, як функція часу t, визначається рівнянням:
Xр (t) = (1/Tр) * ∫ Υ dτ,
де Тр – час інтегрування – параметр настроювання І-регулятора.
Застосовується також інша форма запису для інтегрального закону регулювання:
Xр = (Κр/ Tі) * ∫ Υ (t) dt,
де Κр - умовний коефіцієнт передавання інтегрального регулятора;
Tі - умовна стала часу інтегрування.
Передавальна функція інтегрального закону регулювання: WР = Κр / (Tі • р ).
Структурна схема І-регулятора:
Оскільки I-регулятор є інтегруючою ланкою, то статичної характеристики для інтегрального закону регулювання не існує, а динамічна характеристика має вигляд:
| З даних графіків видно, що зі збільшенням часу інтегрування ( Тр3 > Тр2 > Тр1 ) регулююча дія Хр за один і той самий відтинок часу t зменшується відповідно до математичного виразу, який описує інтегральний закон. |
Прикладом І - регулятора може служити регулятор прямої дії тиску газу в трубопроводі, виконаний на базі мембранного механізму з вантажем.
| На принциповій схемі I – регулятора застосовані такі позначення елементів: 1 – Шток, 2 - Місце опори (Б), 3 – Важіль (А - В), 4 – Вантаж (В), 5 – Вентиль, 6 – Манометр, 7 – Регулюючий орган (регулюючий клапан). |
Зміна тиску Р в трубопроводі, наприклад його зростання, з допомогою мембрани створює момент на плечі АБ важеля 3, якому протидіє момент вантажу 4 на плечі БВ важеля. В початковий момент регулюючий клапан 7 прикриває сідло регулюючого органу і тиск Р в трубопроводі зменшується. Одночасно зменшується сила тиску зі сторони мембрани через шток 1 на регулюючий клапан 7. Через деякий час завдяки важелеві 4 система повернеться до початкового стану рівноваги. Значення тиску в трубопроводі визначається величиною вантажу 4 і місцем опори важеля 3, а час інтегрування Тр змінюється з допомогою вентиля 5.
Інтегральні регулятори забезпечують високу точність стабілізації параметрів технологічного процесу, але мають малу швидкодію.