Классификация законов регулирования

В системах автоматического регулирования поддержание заданного значения регулируемого параметра или изменение его по определенному закону обеспечивается аппаратурными средствами, имеющие общее название - автоматические регуляторы.

По виду регулируемого параметра автоматические регуляторы подразделяются на регуляторы температуры, давления, влажности, разряжения, расхода, состава и т. п.

По характеру изменения регулирующего воздействия автоматические регуляторы подразделяются на регуляторы с линейными и нелинейными законами регулирования.

Примером регуляторов с нелинейным законом регулирования могут служить двухпозиционные регуляторы температуры в холодильных машинах. В трехпозиционных дискретных системах выходной сигнал может принимать три значения: -1, 0, +1, т.е. “меньше”, “норма”, больше”. Качество работы таких САР выше, хотя их надежность ниже.

Кроме органов настройки основных параметров, регуляторы имеют также органы настройки, косвенно влияющие на эти коэффициенты или режимы его работы, например, органы настройки, изменяющие чувствительность регулятора, демпфирование входного сигнала и др.

Закон регулирования - это математическая зависимость, с помощью которого определяется регулирующее воздействие по сигналу рассогласования.

Регуляторы с линейным законом регулирования по математической зависимости между входными и выходными сигналами подразделяются на следующие основные виды:

• пропорциональные (Регуляторы);

• пропорционально-интегральные (ПИ-регуляторы);

• пропорционально-интегрально-дифференциальные (ПИД-регуляторы).

Обобщенная структурная схема САР представлена на рис. 2.1.

а - разомкнутая система по каналу задающего воздействия;

б - замкнутая система по каналу задающего воздействия;

Рисунок 2.1- Структурная схема САР

Для системы регулирования, показанной на рисунке 2.1,(а), ее амплитудно-фазовая характеристика (АФХ) определяется выражением

W(jω) = Wp(jω) · Wоб(jω), (2.1)

где Wp(jω) - АФХ регулятора; об(jω) - АФХ объекта регулирования.

Если комплексная частотная характеристика регулятора будет

Wp(jω) = kp, (2.2)

то АФХ всей системы запишется в виде

W (jω) = kp · Wоб(jω). (2.3)

Следовательно, при подключении к объекту регулятора с АФХ (2.2) АФХ системы на каждой частоте увеличивается в kp раз.

Такие регуляторы называются пропорциональными (П-регуляторы) и имеют один параметр настройки - коэффициент передачи kp.

Переходные процессы в П-регуляторе описываются выражением

μ = kp · ε, (2.4)

где ε - входное воздействие на регулятор, равное отклонению регулируемой величины от заданного значения;

μ - воздействие регулятора на объект, направленное на ликвидацию отклонения регулируемой величины от заданного значения.

Статическую ошибку, возникающую при пропорциональном регулировании, можно исключить, если кроме пропорционального ввести еще и интегральное звено. Последнее образуется путем постоянного суммирования ε за определенный промежуток времени и формирования сигнала управления, пропорционального полученной величине.

Статья в тему

Система регулирования печи
автоматизация печь микропроцессорный контроллер Объектом автоматизации является печь для сжигания органических отходов. Как видно из рисунка 1, в топку печи через регулирующие органы подаются отходы, воздух и газ. Причем наносить управляющие воздействия можно при помощи регулирующих о ...