Классификация регуляторов по реализуемому закону регулирования

Лабораторная работа 5

Исследование САР с регулятором

Основные теоретические сведения

Классификация регуляторов по реализуемому закону регулирования

1-й тип. Пропорциональный или П-регулятор с одним параметром настройки. Его передаточная функция совпадает с передаточной функцией пропорционального типового динамического звена:

Коэффициенты, входящие в передаточную функцию регулятора называются параметрами настройки регулятора. В конструкцию регуляторов заложена возможность изменения величины этих коэффициентов в широком диапазоне. Для некоторых конструкций П-регулятора его коэффициент — Крег, который называется коэффициентом усиления регулятора, может изменяться в диапазоне: 0,1 ≤ Крег ≤ 40.

2-ой тип. Интегральный (астатический), И-регулятор с одним параметром настройки. Его передаточная функция совпадает с передаточной функцией астатического (интегрирующего):

Коэффициент Ти - параметр настройки этого типа регулятора называется временем интегрирования. Для некоторых конструкций И- регулятора, его параметр настройки Ти может изменяться в диапазоне:

1с ≤ Т'и ≤ 2000с.

Основное назначение закона И-регулирования – ликвидация установившейся ошибки регулирования.

В качестве самостоятельных И-регуляторы применяются редко из-за медленного нарастания регулирующего воздействия на объект при отклонении регулируемой величины.

Постоянная времени интегрирования И-регулятора равна времени, в течение которого с момента поступления на вход регулятора постоянного сигнала сигнал на выходе регулятора достигнет значения, равного значению входного сигнала.

3-й тип. Пропорционально-интегральный, ПИ-регулятор с двумя параметрами настройки. Это одни; из наиболее часто используемых типов регуляторов в промышленных САУ. Его передаточная функция следующая:

Коэффициенты — параметры настройки этого типа регулятора уже упомянутые: коэффициент усиления и время интегрирования. Передаточная функция ПИ-регулятора включает сумму пропорциональной и интегральной составляющей ПИ-регулятора. Сумма передаточных функций соответствует параллельно согласованному соединению элементов или звеньев. Такое же соединение заложено в структуру ПИ- регулятора. В случае отказа интегральной составляющей ПИ-регулятор будет работать как П-регулятор, что повышает надѐжность работы регулятора.

Если при настройке ПИ-регулятора установить очень большое значение постоянной времени Т и, то он превратится в П-регулятор.

Если при настройке регулятора установить очень малые значения k р, то получим И-регулятор с коэффициентом передачи по скорости 1/ Т и.

4-й тип. Пропорционально-дифференциальный или ПД-регулятор с двумя параметрами настройки. Его передаточная функция такая:

где: Крег — коэффициент усиления регулятора;

Tg - параметр настройки - называется временем дифференцирования.

Для некоторых конструкций ПД-регулятора Tg изменяется в диапазоне: lc≤Tg≤ 200с.

5-й тип. Пропорционально-интегрально-дифференциальный или ПИД- регулятор с 3-мя параметрами настройки. Его передаточную функцию записывают так:

Три параметра настройки - это Крег - коэффициент усиления регулятора, Ти - время интегрирования, Tg - время предварения.

Выбор типа регулятора или необходимого закона регулирования для конкретного объекта управления – сложная задача. На. этот выбор оказывает влияние несколько факторов: вид передаточной функции объекта; если объект с запаздыванием, то влияние оказывает отношение общего запаздывания объекта к То - постоянной времени (статический объект с запаздыванием) или к Т (астатический объект с запаздыванием). Выбор типа регулятора также зависит от требований к качеству работы проектируемой САУ

По рекомендациям выбирают тип регулятора и задают величины его параметров настройки, затем проверяют САУ на устойчивость и качество работы и, если эти показатели не удовлетворяют требования к проектируемой САУ, всѐ начинают сначала: выбор более сложного типа регулятора и т.д.