Анализ типовых регуляторов и выбор типа регулятора

ПИД-регуляторы производят перемещение регулирующего органа пропорционально отклонению, интегралу и скорости изменения отклонения регулируемой величины.

,

где КР - коэффициент усиления регулятора; ТИ - время изодрома; ТПР - время предварения (опережения, упреждения, дифференцирования), характеризующее степень ввода производной в закон регулирования.

Передаточная функция ПИД-регулятора:

В динамическом отношении ПИД-регулятор подобен системе из трёх параллельно включённых звеньев: пропорционального, интегрирующего и идеально дифференцирующего.

ПИД-регуляторы конструктивно сложнее ПИ-регуляторов, однако они в ряде случаев позволяют улучшить качество регулирования технологических параметров. Они как и ПИ-регуляторы, относятся к астатическим регуляторам.

ПД-закон регулирования обычно применяется для коррекции динамических свойств АСУ.

Идеальный пропорционально-дифференциальный регулятор имеет передаточную функцию.

,

где КР - коэффициент усиления регулятора; КД - весовой коэффициент, характеризующий степень ввода производной в закон регулирования, причём последний может быть положительным или отрицательным.

Выбор типа регулятора и определение параметров его настройки зависит от следующих факторов[1]:

А.

Типа объекта, т.е. его статических и динамических характеристик. Здесь особенно существенны :

а) время запаздывания t;

б) постоянная (либо постоянные) времени T0 в зависимости от того, имеются одна или две доминирующие постоянные времени;

в) наличие самовыравнивания q=1 (объект статический) или его отсутствие q=0 (объект астатический);

г) порядок объекта или его приближённой модели;

д) линейность или нелинейность объекта.

Б.

Места приложения возмущающего воздействия f, его вид и продолжительность.

Чаще всего при расчёте принимается, что возмущение представляет собой скачкообразную функцию с известной амплитудой и приложенной ко входу объекта.

В.

Принятого критерия качества.

Выбор критерия качества зависит от требований к характеру переходного процесса со стороны технологии процесса. Решающими показателями здесь являются:

а) допустимая ошибка в установившемся состоянии eст (статическая ошибка), обычно требуется, чтобы она была в пределах 0-5% амплитуды задающего сигнала или возмущения;

б) допустимое время регулирования tр (время переходного процесса), т.е. время, за которое отклонение не уменьшится до 3-5% от требуемого значения;

в) допустимое динамическое отклонение; здесь подразделяются три вида процессов:

¾ апериодические, не допускающие перерегулирования;

¾ допускающие одно перерегулирование s<10%;

¾ допускающие большие перерегулирования s£40%;

г) чувствительность переходного процесса к возмущениям (как внутренним, так и внешним), к изменениям параметров;

д) чувствительность показателя качества к величине ошибки e (она должна быть высокой) и к флюктуации параметров системы (она должна быть малой, чтобы работа в области оптимума была устойчивой).

В зависимости от свойств объекта управления, определяемых его передаточной функцией и параметрами, а также предполагаемым видом переходного процесса, выбирается тип и настройки линейных регуляторов.

Для статических объектов:

или

Для астатических объектов:

или

где: - условная постоянная времени, ymax - максимальное значение регулируемого параметра объекта, xmax - максимальное управляющее воздействие.

Статья в тему

Модуляционно-легированные транзисторы MODFET, биполярные транзисторы на гетеропереходах. Резонансный туннельный эффект
Высокая степень интеграции, характерная для современной кремниевой технологии, не может быть достигнута при использовании полупроводниковых соединений AIIIBV, однако эти соединения обеспечивают большее быстродействие, прежде всего, за счет высокой подвижности р носителей и меньши ...