13 Автоматические регуляторы: классификция
Регуляторы – устр-ва,вырабатывающие управляющие воздействия при отклонении регулируемого параметра от заданного значения.
Чтобы достичь необходимых качественных показателей системы, надо иметь возможность менять параметры частей ее элементов. Таким элементам является автоматический регулятор (АР), который формирует свой выходной сигнал в соответствии с законами управления. В качества входного сигнала АР выступает ошибка управления ∆(t) между фактическим значением У и задаваемым значением Z выходного параметра системы.
Автоматические регуляторы позволяют влиять на амплитуду и фазу входного сигнала, что выражается соответствующими математическими зависимостями, какие были названы типичными законами регулирования.
Класификация:
1 по закону регулирования
- дискретные(двух- и трёх- позиционные);
- непрерывные (интегральные,пропорциональные,пропорционально-дифференциальные, пропорц.-интегральные, пропорц.-интегрально-дифференциальные)
2 по виду используемой энергии
- гидравлические
- электрические
- пневматические (энергия сжатого воздуха, самые распространённые, пожаро- и взрывобезопастные, надёжные, но они инерционные)
- прямого д/ия
3 По назначению делятся на:
- специализированные(регуляторы уровня,давл,темп-ры);
- универсальные с нормированными входными и выходными сигналами и пригодные для управл. различными параметрами.
4 по наличию подводимой энергии:
- без вспомогательного источника (Используется энергия регилируемой среды. Простая конструкция, надёжность, не надо внешних источников энергии, но ограниченная мощность, применяют, когда не обязательно высокая мощность и хорошее качество)
- с вспомогательным источником (перемещение осуществляется дополнительным приводом, работающим от внешнего источника. Требуют доп внешнюю энергию и имеют сложную конструкцию. Высокое качество регулировки)
5 по характеру действия
- прямая характеристика (возрастание входного сигнала обуславливает увеличение выходной величины)
- обратная характеристика (возрастание входного сигнала обуславливает уменьшение выходной величины)
6 по характеру регулирующего воздействия
– прерывистого (непрерывное изменение входной величины соответствует прерывистому изменению регулирующего воздействия)
- позиционные
- импульсные
-непрерывного
14.Автоматические регуляторы: законы регулирования
Позиционные регуляторы - регул-ры, у кот.выходная величина при непрерывн. измен. входной величины,может принимать только 2 устойч.состояния. При этом исполнительный механизм обеспечивает мгновенное перемещение из состояния «открыто»в «закрыто» и наоборот. Они просты по конструкции и надёжны в работе. Статич. характеристика регуляторов выражается:
µ-входная
величина регулятора,
-заданное
значение регулируемого парметра,
х-входная величина. Величина 2σ наз.
зоной нечувствительности
-
статическая характеристика
σ σ
0
х
П
ереходный
процесс в системе с
позицион.регуляторами(динамич.хар-ка):
Интегральные – регул-ры,в кот.входная величина влияет на скор.изменения выходной вел-ны. «+»: отсутствие статической ошибки, «-»: низкое быстродействие,можно применять только на объектах с самовыравниваем.
Ур-ние
динамики:
,
где
-постоянная
интегрирования,явл-ся настроечным
параметром регулятора и представляет
собой время, за кот.выходная величина
изменяется на 100% при 100% изменении
входн.величины,
– отклонение от заданного значения.
Пропорциональные-рег-ры,
в кот. выходная вел-на изменяется
пропорц-льно рассогласованию в пределах
зоны регулирования, т.е.
,
где σ - предел пропорц-сти - величина
входного сигнала, выраженная в %,по
действием которой выходной сигнал
изменяется от 0 до 100%.
Вне предела пропорциональности(который является настроечным параметром) выходной сигнал = 0 или 100%. «+» регуляторов: выс.быстродействие, можно применять с объектами без самовыравнивания. «-»: статическая ошибка,кот.растёт с увелич.пропорциональности.
Пропорционально-интегральные регуляторы объединяют «+» пропорцион.и интегральных регуляторов. Ур.динамики:
,
где
-постоянная
времени интегрирования(время
изодрома)-время,за кот.выходная
вел-нарегулятора под действием
интегральной части изменится на такую
же вел-ну,как и под действием пропорц-ной
части,если предел пропорц-сти=100%
Д
ля
улучшения качества регулирования в
закон регулирования вводят дифференциальную
(Д) составляющую, что позволяет повысить
воздействие при удалении регулируемой
вел-ны от заданного значения и наоборот,
т.к. Д-составляющая пропорц-на скор.
изменения входной величины,всё это
приводит к уменьшению времени
регулирования. Ур.динамики:
,
-время
дифференцирования(предварения). При
изменяющейся с постоянной скоростью
вх. величине, вых. величина µ скачкообразно
изменится под действием Д-составл-щей
и далее будет измен.с постоян.скор. под
действием пропорциональн.(П)составляющей.
Интенсивность Д-составл-щей определяется
настройкой времени, на кот.вых.величина
ПД-регулятора опережает его П-составляющую
при изменении вх.величины с постоян.скор.
и пределом пропорц-сти 100%
Наиб.
эффективным явл.
пропорционально-интегрально-дифференциальн.
з-н регулирования, в кот. вводится
U-составляющая,пропорциональная
скорости изменения вх.величины.Ур.динамики:µ=