Главная страница Случайная лекция
Мы поможем в написании ваших работ!
Порталы:
БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика
Мы поможем в написании ваших работ!
Автоматические регуляторы и законы регулирования
Автоматическим регуляторомназывается техническое устройство, которое уменьшает или совсем ликвидирует отклонение регулируемого параметра от его заданного значения.
В состав автоматического регулятора включают:
• управляющий элемент – логическое устройство (или микропроцессор);
• измерительное устройство – датчик;
• исполнительный механизм – привод;
• регулирующий орган – клапан, задвижка, шибер, и т.п.
Создавать для управления разнообразными объектами свой регулятор – невозможно из экономических соображений. Конечно, в ряде случаев для труднорегулируемых объектов или когда требуется особое качество регулирования, например, для управления синхрофазотроном или стартовым комплексом космодрома, именно так и поступают.
Однако, для массового промышленного применения используется небольшое количество законов регулирования, которые позволяют качественно управлять почти всеми промышленными объектами. При этом для каждого объекта достаточно подобрать параметры настройки регулятора для достижения требуемого качества регулирования.
С позиций ТАР автоматический регулятор (далее регулятор) рассматривают как динамическое звено с передаточной функцией WР .
Рис.1.20. Автоматический регулятор как динамическое звено
Замечание. Автоматический регулятор представляет устройство, преобразующее по определенному закону свои входные сигналы в выходные, т.е. регулятор описывается определенным, как правило, дифференциальным уравнением вида: x = f(ε ).
Говоря о законах регулирования, обычно регулирующий орган рассматривают как
часть регулятора. Таким образом, под законом регулирования понимают зависимость
регулирующего воздействия от входного сигнала регулятора – рассогласования.
Наибольшее распространение в промышленности получили линейные регуляторы, в которых используются следующие основные законы регулирования:
Таблица 1.2.
Типовые законы регулирования
Автоматические регуляторы, которые работают по одному из этих законов сокращенно обозначаются П-, ПД-, И-, ПИ- и ПИД-регуляторами.
1. Пропорциональный регулятор
П-регулятор воздействует на регулирующий орган пропорционально отклонению регулируемого параметра от заданного значения.
П-регулятор, обнаружив рассогласование, перемещает регулирующий орган быстро, но дискретно.
Особенности регулятора:
“+” – быстрое возникновение регулирующего воздействия;
“–” – сохраняются остаточные отклонения, которые зависят от возмущающего воздействия и коэффициента передачи.
Применяется на объектах:
• со средней емкостью;
• небольшим запаздыванием;
• при малых изменениях нагрузки.
2. Пропорционально-дифференциальный регулятор
ПД-регулятор воздействует на регулирующий орган пропорционально отклонению регулируемого параметра от заданного значения и скорости его изменения.
Д-звено, "предсказывает" возможное будущее отклонение регулируемого параметра по скорости его изменения и перемещает регулирующий орган, опережая отклонение.
Применяется на объектах:
• со средней емкостью;
• большим запаздыванием;
• при малых, но быстрых изменениях нагрузки.
Пример 4. В момент времени t = 5 мин поступило задание на изменение темпера-
туры в печи от Т1 = 400 0С до Т2 = 1000 0С.
Рис. 1.21. Кривые изменения действительной температуры в печи
при использовании П- и ПД-регуляторов
3. Интегральный регулятор
И-регулятор воздействует на регулирующий орган пропорционально интегралу отклонению регулируемого параметра от заданного значения.
И-регулятор, обнаружив рассогласование, плавно перемещает регулирующий орган, чтобы не проскочить заданное значение регулируемого параметра.
Особенности регулятора:
“+” – отсутствие остаточных отклонений;
“–” – замедленное возникновение регулирующего воздействия.
Применяется на объектах:
• любой емкости с самовыравниванием;
• небольшим запаздыванием;
• при медленных изменениях нагрузки.
4. Пропорционально-интегральный регулятор
ПИ-регулятор первоначально воздействует на регулирующий орган пропорционально отклонению регулируемого параметра от заданного значения, а затем воздействие на регулирующий орган становится пропорционально интегралу остаточного отклонению регулируемого параметра от заданного значения.
П-звено, обнаружив рассогласование, быстро перемещает регулирующий орган, компенсируя значительную часть рассогласования. Затем И-звено постепенно приближает регулируемой параметр к заданному значению.
Применяется на объектах:
• любой емкости с самовыравниванием;
• большим запаздыванием;
• при медленных изменениях нагрузки.
5. Пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор
ПИД-регулятор легко приспособить для автоматизации самых разнообразных технологических процессов путем простого изменения удельного веса П- , И- и Д- составляющих.
ПИД-регулятор можно применять на объектах любой емкости, с любым запаздыванием, при любых изменениях входной нагрузки.
Пример 5. В момент времени t = 5 мин поступило задание на изменение температуры в печи от Т1 = 400 0С до Т2 = 1000 0С.
Рис. 1.22. Кривые изменения действительной температуры в печи
при использовании И- , ПИ- и ПИД-регуляторов
6. Позиционный регулятор
Позиционный регулятор при возникновении отклонения регулируемого параметра от заданного значения воздействует на регулирующий орган, перемещая его в фиксированные положения.
Позиционный регулятор при возникновении рассогласования скачком перемещает регулирующий орган из одной позиции в другую.
Например, у двухпозиционного регулятора возможны две позиции регулирующего
органа "включено-выключено
х = х1 при ε > 0 “включено”
х = 0 при ε =< 0 “выключено”
Особенности регулятора:
“+” – простота;
“–” – регулирование имеет периодический характер: регулируемый параметр колеблется около положения равновесия. Параметры кривой регулирования сильно зависят от свойств объекта.
Применяется на объектах, если не требуется высокое качество регулирования.
Нельзя управлять сложными промышленными объектами, т.к. возни-
кают ударные нагрузки на регулирующий орган и технические аппараты.
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Динамические свойства объектов регулирования | | | Выбор регулятора в САР |
Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 548; Нарушение авторских прав
Мы поможем в написании ваших работ!