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

3D-MID области применения и технологии производства
В 80-х годах прошлого века 3D литые монтажные основания (3D molded interconnect devices, 3D-MID) были провозглашены прорывом в электронике, даже высказывались ожидания, что они заменят печатные платы. Но тогда прорыва не произошло, что во многом объяснялось несовершенством технологии ...