Автоматические регуляторы

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Автоматические регуляторы

05.12.2019

Автоматический регулятор является устройством, которое реагирует на сигнал рассогласования Ax—хэд—х и осуществляет воздействие на регулирующий орган по определенному закону, т.е. хр = f(Ax).

Промышленные регуляторы непрерывного действия обычно реализуют следующие законы регулирования: пропорциональный, интегральный, пропорционально-интегральный, пропорционально интегрально-дифференциальный.

Пропорциональные или статические регуляторы (П-регуляторы) формируют регулирующее воздействие, пропорциональное отклонению регулируемой величины:
Автоматические регуляторы

где Kр — параметр настройки, коэффициент усиления регулятора.

Величину, обратную коэффициенту усиления,

называют зоной пропорциональности (или степенью неравномерности). Она показывает, какая часть шкалы регулятора (а следовательно, величина отклонения регулируемого параметра), вызывает перемещение регулируемого органа на 100%.

Семейство статических характеристик П-регулятора для различных значений параметра настройки показано на рис. 8, а.

В П-регуляторе имеется элемент жесткой обратной связи, который осуществляет связь между регулируемой величиной и регулирующим органом. Причем каждому значению регулируемой величины соответствует определенное положение регулирующего органа.

Для П-регуляторов характерна зависимость регулируемого параметра от величины внешнего возмущающего воздействия (нагрузки) при различных установившихся режимах (рис. 9,а). Разность значений регулируемой величины, поддерживаемых пропорциональным регулятором при минимальной и максимальной нагрузках объекта, называют остаточным отклонением или остаточной неравномерностью регулирования. Это свойство пропорциональных регуляторов является их серьезным недостатком.

В динамическом отношении П-регулиторы аналогичны усилительному звену. Динамическая характеристика П-регулятора, показывающая изменение во времени положения регулирующего органа после скачкообразного изменения регулируемого параметра. изображена на рис. 10, а.

Интегральные или астатические регуляторы (И-регуляторы) формируют регулирующее воздействие, пропорциональное интегралу отклонения регулируемой величины:

где Tр — параметр настройки — постоянная времени регулятора.

Интегральные регуляторы не имеют обратной связи, у них не существует зависимости между отклонениями регулируемой величины и положением регулирующего органа.

И-регулятор обеспечивает поддержание заданного значении регулируемого параметра без остаточного отклонения независимо от изменения нагрузки (рис. 9.б). т. с. но сравнению с пропорциональным регулятором астатический более точно поддерживает заданное значение регулируемого параметра. Недостатком астатических регуляторов является неустойчивость процесса регулирования при работе с объектами с малой степенью самовыравнивания.

В динамическом отношении И-регуляторы представляют собой интегрирующее звено. Статическая и динамическая характеристики астатического регулятора показаны соответственно ка рис. 8.б и 10,6.

Изодромные или пропорционально-интегральные регуляторы (ПИ-регуляторы) формируют регулирующее воздействие, пропорциональное отклонению и интегралу отклонения регулируемой величины:

где Kp и Тп — параметры настройки, соответственно коэффициент усиления и время изодрома регулятора.

В изодромном регуляторе предусмотрено устройство гибкой обратной связи, которое создаст временную зависимость между значением регулируемой величины и положением регулирующего органа. Эта зависимость исчезает к концу переходного процесса. ПИ-регуляторы обладают свойством пропорциональных и астатических регуляторов и обеспечивают поддержание регулируемого параметра на заданном уровне без остаточной неравномерности.

В динамическом отношении ПИ-регулятор эквивалентен П-регулятору с коэффициентом усиления Kp и И-регулятору с коэффициентом усиления Кр/Тп, соединенных параллельно. При скачкообразном изменении регулируемого параметра (рис. 10,в) идеальный ПИ-регулятор вначале при помощи пропорциональной части мгновенно перемещает исполнительный механизм па величину, пропорциональную отклонению регулируемой величины. Затем под действием астатической части исполнительный механизм дополнительно перемещается со скоростью, пропорциональной отклонению регулируемой величины.

Изодромные регуляторы с предварением или пропорционально интегрально дифференциальные регуляторы (ПНД-регуляторы) формируют регулирующее воздействие, пропорциональное отклонению регулируемой величины, интегралу этого отклонения и скорости изменения регулируемой величины:

где Kp, Тм, Тпр — параметры настройки, соответственно коэффициент усиления, время изодрома и время предварения регулятора.

Время предваpeния определяет степень влияния скорости изменении регулируемой величины на закон регулирования. При скачкообразном изменении регулируемой величины (рис. 10,г) идеальный ПИД-регулятор в начальный момент времени оказывает мгновенное бесконечно большое воздействие на регулирующий орган; затем величина воздействия падает до значения, определяемого пропорциональной частью регулятора, после чего постепенно начинает оказывать свое влияние астатическая часть регулятора.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: