15. Регулятори змінної структури (рзс).
Регулирующие устройства с линейными, импульсными и релейными законами регулирования во многих случаях не позволяют решить некоторые задачи управления и регулирования. Это, в частности, относится к задачам оптимизации точности и качества регулирования в обьектах управления с переменными и распределенными параметрами. В таких случаях используются РУ переменной структуры (РПС) - регулирующие устройства с нелинейными законами управления, у которых в процессе работы изменяются скачкообразно или по какой-то программе параметры настройки, алгоритм функционирования или структура в зависимости от состояния контролируемых параметров обьекта регулирования (величины и знака ошибки регулирования, ее производных, линейной комбинации сигналов ошибки и ее производных). В схемотехническом отношении указанные РПС представляют устройства, содержащие ключевые логические элементы, которые в соответствии с определенным алгоритмом разрывают или восстанавливают связи между функциональными элементами, входящими в эти регулирующие устройства, т.е. структурная схема регулятора меняется в течение процесса регулирования в соответствии с требованиями к качеству регулирования. В цифровых регуляторах реализация функциональных возможностей РПС осуществляется изменением программы работы вичислителя.
Принцип переменной структуры и алгоритма функционирования РПС означает, что регулирующее воздействие изменяется скачкообразно, принимая при этом конечное значение в определенном интервале времени.
Одним из самых распространенных и достаточно перспективных способов реализации нелинейных алгоритмов управления является совместное использование регулирующих устройств с типовым линейным П-, И-, ПИ-, ПД- и ПИД- законами регулирования и различного рода блоков логических операций.
В общем виде структуру РПС (см.рис.4.4.1.) можно представить схемой, состоящей из: формирователя функции управления (ФФУ), формирователя функции переключения (ФФП), входного сумматора и исполнительного устройства.
Блок ФФП формирует функцию переключения fs, которую в общем случае, можно задать уравнением
f=C1e(t)+C2de(t)/dt. (1)
Для реализации этой функции блок ФФП содержит дифференциатор ошибки (t), два согласующих усилителя с коэффициентами передачи С1 и С2, сумматор, компараторы, преобразующие функцию f в логический сигнал fS, и блок логического управления.
Блок ФФУ формирует управляющее воздействие и реализует изменение стуктуры регулятора в соответствии с принятым логическим законом. Этот блок состоит из логических переключающих узлов формирования закона регулирования и узла суммирования составляющих закона регулирования.
16. Структурні схеми рзс:
Сами схемы заданного типа регуляторов не отличаются от регуляторов лиенйной структуры. См. пункты 5-8
16.1. Пропорциональное ру с переменным коэффициентом передачи
В этом типе регуляторов формирование регулирующего воздействия осуществляется по закону:
(t)=(t),
где - нелинейный коэффициент передачи;
Суть работы регулятора заключается в том, что при увеличении ошибки регулирования коэффициент передачи Kp увеличивается, а при уменьшении – уменьшается.
Регулятор позволяет значительно уменьшить статическую и динамическую ошибки регулирования по сравнению с линейным пропорциональным РУ.
