1.2. Закон регулирования. Виды регуляторов
Под законом
регулирования (управления) понимается
алгоритм или функциональная зависимость,
определяющая управляющее воздействие
на объект
.
Наличие чувствительности регулятора к пропорциональной, к интегральной или дифференциальной составляющим в первичной информации , определяет тип регулятора:
1) P – пропорциональный;
2) I – интегральный;
3) PI – пропорционально интегральный (изодромный);
4) PD – пропорционально дифференциальный;
5) и более сложные варианты – PID, PIID, PIDD и т.д.
Р-регулятор – это
устройство, описываемое идеальным
коэффициентом усиления
.
Этот тип регулятора используется тогда,
когда желаемых показателей качества в
переходном и установившемся режимах
можно достичь простой настройкой
коэффициента усиления системы, не
прибегая к динамическим преобразованиям
сигнала. Пропорциональное регулирование
имеет вид
.
В разомкнутом
состоянии система будет характеризоваться
передаточной функцией
.
Р-регулирование
позволяет уменьшить установившуюся
(статическую) ошибку, но только в
раз, поэтому регулирование будет
статическим, то есть при любом
,
.
Интегральный закон
регулирования имеет вид
.
В разомкнутом
состоянии передаточная функция системы
будет иметь вид
.
I-регулирование позволяет исключить статическую ошибку в системе, то есть система будет астатической по отношению к задающему воздействию.
Изодромное
регулирование – PI. Закон изодромного
регулирования имеет вид
.
В разомкнутом
состоянии система будет характеризоваться
передаточной функцией
.
PI–регулирование сочетает точность I–регулирования и быстродействие P-регулирования.
PID–регулирование
определяется следующим уравнением
Передаточная
функция имеет вид
.
PID–регулятор применяют в системах управления тогда, когда требуется улучшить как вид переходного процесса, так и точность в установившемся режиме.
2. Задание к лабораторной работе
2.1. С помощью программы CLASSIC 3.01 провести моделирование замкнутой системы автоматического регулирования в соответствии со схемой, представленной на рисунке 4 со следующими свойствами:
1) объект регулирования
характеризуется передаточной функцией
2) входное воздействие
ступенчатого вида с коэффициентом
;
3) датчик
имеет коэффициент
;
4) в качестве
регулятора рассматриваются два варианта
– Р-регулятор и PI-регулятор. Коэффициенты
и
регуляторов подобрать самостоятельно,
выбирая из трех любых значений
и
,
исходя из требования получения наименьшей
ошибки регулирования.
2.2. Преобразовать структурную схему заданной АСУ в модель с единичной обратной связью.
2.3. Исследовать модель с P-регулятором, рассмотреть три варианта регуляторов с различными коэффициентами регулирования . Определить ошибку регулирования системы, используя табличные данные, полученные при моделировании.
2.4. Исследовать модель с PI-регулятором, рассмотреть три варианта регуляторов с различными коэффициентами регулирования и . Определить ошибку регулирования системы, используя табличные данные, полученные при моделировании.