Автоматические регуляторы (стр. 2 из 2)
 |
Уравнение ПД-регулятора с зависимыми параметрами настройки имеет вид
, (9)где Тп – время предварения.
По физическому смыслу Тп показывает, что по сравнению с пропорциональной составляющей выходной величины регулятора uп выходная величина uпд достигает тех же значений с опережением по времени, равном Тп. Это явствует из приведенной на рис. 9 динамической характеристики регулятора, описываемого уравнением динамики 9.
 |
 |
На рис. 10. приведена структурная схема ПД-регулятора с зависимыми параметрами настройки.
Передаточная функция ПД-регулятора с такой структурной схемой равна
(10)Закон регулирования ПИД-регулятора с независимыми параметрами настройки имеет вид
(11) 
(12)  |
Структурная схема ПИД-регулятора с зависимыми параметрами приведена на рис. 11.
Передаточная функция такого регулятора описывается уравнением
(13)Характеризуя быстродействие ПИД-регулятора необходимо отметить, что если воздействия интегральной и дифференциальной составляющих одинаковы, то его быстродействие приближается к быстродействию П-регулятора. Если воздействие дифференциальной составляющей больше, чем воздействие интегральной составляющей, то регулятор будет действовать быстрее, чем П-регулятор. В случае же большего воздействие интегральной составляющей быстродействие ПИД-регулятора будет приближается к быстродействию ПИ-регулятора.
При работе в замкнутом контуре АСР введение дифференциальной составляющей в закон регулирования вызывает уменьшение скорости изменения регулируемой величины, уменьшение времени регулирования и динамической ошибки регулирования, а также интегральной ошибки регулирования.
Уравнения динамики, настроечные параметры, переходные характеристики и их графики для различных типов регуляторов приведены в табл. 1.
При автоматизации химико-технологических производств используются регуляторы и контроллеры.
Регуляторы представляют собой технические средства с жесткой функциональной структурой, обеспечивающей реализацию закона регулирования.
Контроллеры – специализированные вычислительные устройства, обеспечивающие выполнение закона регулирования программно. При изменении программы алгоблок контроллера реализует выбранный алгоритм регулирования.
Регуляторы могут быть пневматическими или электрическими, а контроллеры – электрическими.
В пневматических регуляторах изменение входных и выходных сигналов находится в диапазоне 20¸100 кПа. В регуляторах системы «СТАРТ» реализуются ПИ и ПИД-законы регулирования с независимыми параметрами настройки. В этих регуляторах в качестве одного из параметров настройки используют величину, обратную коэффициенту передачи, называемую пределом пропорциональности
(14)Предел пропорциональности показывает, в каком диапазоне изменяется входной сигнал регулятора при изменении его выходного сигнала от 0 до 100%. Он характеризует степень отрицательной обратной связи в пропорциональном регуляторе. Чем меньше
, тем силнее воздействие регулятора на объект.В электрических регуляторах и контроллерах используются следующие диапазоны изменения сигналов: 0–5 мА; 0–20 мА; 4–20 мА и 0–10 В.
Электрические регуляторы и алгоритмы регулирования регулирующих микропроцессорных контроллеров описываются законами с зависимыми параметрами настройки.
Наличие определенного диапазона выходного сигнала регулятора обуславливает его ограничение по величине. Поэтому в случае значительного рассогласования или при установке определенных значений настроечных параметров выходной сигнал регулятора будет принимать предельные значения.
Таблица 1. Уравнения и характеристики аналоговых регуляторов
| Закон регулирования | Уравнение динамики | Настроечные параметры | |||||||||
| П |  | kp – коэффициент передачи | |||||||||
| С независимыми параметрами настройки С независимыми параметрами настройки | ПИ |  | kp – коэффициент передачиТи – время интегрирования | ||||||||
| ПД |  | kp – коэффициент передачиТд – время дифференцирования | |||||||||
| ПИД |  | kp – коэффициент передачиТи – время интегрированияТд – время дифференцирования | |||||||||
| С зависимыми параметрами настройки | ПИ |  | kp – коэффициент передачиТиз – время изодрома | ||||||||
| ПД | | kp – коэффициент передачиТп – время предварения | |||||||||
| ПИД |  | kp – коэффициент передачиТиз – время изодромаТп – время предварения | |||||||||
| Переходная характеристика | График переходной характеристики | Передаточная функция | |||||||||
| h(t)=kp | |||||||||||
 |
 |
