Методы выбора закона регулирования, исходя из свойств объекта

При выборе закона регулирования непрерывного действия необходимо принимать во внимание следующее. П-регуляторы могут применяться для управления объектами с самовыравниванием и без самовыравнивания при небольших изменениях нагрузок, если технологическим режимом допустимо остаточное отклонение параметра от заданного значения (статическая ошибка). И-регуляторы не могу применяться на объектах, не обладающих самовыравниванием. Система, состоящая из объекта управления без самовыравнивания и И-регулятора неустойчива. Поскольку быстродействие И-регулятора невелико, самовыравнивание объекта должно быть значительным, запаздывание небольшим, а изменение нагрузок плавным. ПИ-регуляторы применяют для регулирования как устойчивых, так и нейтральных объектов при больших, но плавных изменениях нагрузок, когда требуется высокая точность регулирования в статическом режиме (когда остаточные отклонения недопустимы). ПД- и ПИД-регуляторы обеспечивают относительно высокое качество регулирования объектов, обладающих переходным запаздыванием (например теплообменных и массообменных аппаратов), а так же в тех случаях, когда нагрузка в объектах регулирования изменяется часто и быстро.

Выбор того или иного закона управления определяется в первую очередь динамическими свойствами объекта управления, величиной и характером возмущающих воздействий, а также заданными показателями качества регулирования. Следуя тех требованиям, в качестве заданного переходного процесса выбирают один из трех типовых переходных процессов:

1. Граничный апериодический с миним временим переходного процесса

2. С 20%-ным перерегулированием и минимальным временем первого полупериода колебаний

3. С миним значением интеграла от квадрата ошибки

Переходный процесс в системе управления зависит от свойств химико-техн объекта, от характера, величины и места приложения возмущающих воздействий и от закона регулирования и параметров настройки регулятора. Чтобы достичь требуемого качества регулирования для выбранного типового переходного процесса, следует принять подходящий закон регулирования и определить параметры настройки.

Предварительным критерием выбора структуры системы регулирования и закона действия регулятора может служить величина отношения времени запаздывания объекта и постоянной времени объекта: τ_зап/Т_о. для нейтральных объектов вместо Т_о подставляют Т_а. при соотношении τ_зап/Т_о<0 удовлет качество регулирования можно получить, используя однократную систему регулирования.

В зависимости от величины этого отношения можно предварительно выбрать заон действия регулятора:

1. При соотношении τ_зап/Т_о<0,2 и небольших изменениях нагрузки целесообразно использовать регулятор релейного действия

2. При соотношении τ_зап/Т_о>0,2 лучшее качество регулирования обеспечивают регуляторы непрерывного действия, причем с ростом соотношения τ_зап/Т_о для обеспечения требуемого качества регулирования необходимо выбирать более сложные законы регулирования (П→ПИ→ПИД).

Если τ_зап/Т_о>1, то при использовании одноконтурной системы регулирования ни один из линейных законов регулирования не дает удов качества регулирования. Тогда необходимо использовать многоконтурные системы регулирования.