2.Законы регулирования. Виды переходных процессов в зависимости от параметров настройки регуляторов.
Закон регулирования определяет величину и характер изменения выходного сигнала регулятора (Y).
Регуляторы могут реализовывать следующие законы регулирования:
- пропорциональный закон регулирования (П-закон регулирования), регулятор в данном случае называется пропорциональным регулятором (П-регулятор)
П-регулятор — выходной сигнал регулятора изменяется пропорционально входному сигналу
Y=К*Е,
где Е-рассогласование, К-коэф-т усиления,является параметром настройки и определяет чувствительность регулятора. П-регулятор обладает высокой чувст-тью и большим быстродействием, но точность выхода регулируемого параметра на заданную не высокая. В ходе регулирования допускается погрешность (δ), которая называется статической ошибкой ;
а) х Е δ
Хрв
Хзв
0
t1
t (время)
б)
Y К1
К2
К3
0 t1
t (время)
а) изменение регулируемой величины
б) изменение выходного сигнала регулятора
- интегральный закон регулирования (И-закон регулирования), регулятор в данном случае называется интегральным регулятором (И-регулятор)
Y=Е*tgα,
где tgα- угол наклона выходного сигнала, который определяется величиной рассогласования и временем интегрирования Ти .Динамические свойства регулятора определяет время интегрирования, которое является параметром настройки регулятора. Время интегрирования (Ти) измеряется в секундах, минутах, часах;
а) х Е
Xрв Хзв
0
t1
t (время)
б) y Тн3 Тн2
Тн1
α
0 t1
t (время)
а) изменение регулируемой величины
б) изменение выходного сигнала регулятора
Время интегрирования может меняться от 0 до ∞ ( 0˂Ти˂ ∞). При Ти = ∞ угол наклона выходного сигнала будет равен 0 (α=0), т.е. бесконечно долго придется ждать появление сигнала управления. В данном случае чувствительность регулятора будет равна нулю. При Ти =0 угол наклона выходного сигнала будет равень 90° (α=90°), т.е сигнал моментально достигает максимальной величины.
Интегральный регулятор обладает высокой точностью регулирования, в тоже время имеет низкое быстродействие.
-пропорционально-интегральный закон регулирования (ПИ-закон регулирования), регулятор в данном случае называется пропорционально-интегральным регулятором (ПИ-регулятор).
Выходной сигнал регулятора изменяется по интегральному закону в зависимости от рассогласования
Y=Е*К + Е*tgα
В первоначальный момент проходит обработка пропорциональной части регулятора, затем проходит отработка интегральной части. ПИ регулятор устраняет недостатки П-регулятора и И-регулятора
Е
а
)
х
Хрв
Хзв
0
t1
интегральная часть t (время)
б
)
у α
Е*tgα
пропорциональная часть Е*к
0 t1 t (время)
а) изменение регулируемой величины
б) изменение выходного сигнала регулятора
Виды переходных процессов.
В зависимости от настройки САР мы можем получить различные виды переходных процессов. Регулированная величина (Xрв )- значение давления на нагнетании НПС.
Заданная величина (Хзв )- значение заданной величины давления.
Колебательно-затухающий процесс — этот процесс возможен в том случае, когда динамические свойства регулятора соответствуют динамическим свойствам объекта. В данном случае говорят, что система работает устойчиво, т.к. переходный процесс завершается установившимся режимом.
х
Хрв
Хзв
0 t (время)
Колебательный процесс — в том случае, когда чувствительность регулятора завышена. Система работает на границе устойчивости.
х
Хрв
Хзв
t (время)
Колебательно расходящийся процесс — возможен в том случае, когда чувствительность регулятора высокая. Процесс регулирования будет не устойчивым. Этот режим очень опасен так, как регулируемая величина может выйти за предельно-допустимые значения.
х
Хзв
t (время)
Цель наладки САР заключается в том, чтобы переходный процесс имел колебательно-затухающий вид.