3.4. Пропорционально-дифференциальный закон регулирования
Качество регулирования в ряде случаев можно повысить, вводя в закон регулирования составляющую, пропорциональную первой производной (скорости изменения) входной величины регулятора, т. е. Д-составляющую.
ПД-закон регулирования определяется функциональной зависимостью
Постоянную
называют
временем
предварения
Поскольку
для ПД-регулятора, как и для П-регулятора,
ему присущ недостаток — статическая
погрешность
.
Структурную схему ПД-регулятора можно представить в виде параллельного соединения статического звена нулевого порядка и идеального дифференцирующего (рис. 57), формирующих две составляющих управляющего воздействия: П-составляющую и Д-со-ставляющую.
Рис. 57. Структурная схема ПД-регулятора
3.5. Пропорционально-интегрально-дифференциальный закон регулирования
ПИД-закон регулирования включает в себя три вида управляющих воздействий: пропорциональное, интегральное, дифференциальное:
Структурная схема ПИД-регулятора может быть представлена в виде параллельного соединения трех звеньев: статического звена нулевого порядка, идеального интегрирующего звена и идеального дифференцирующего (рис. 61).
Рис. 61. Структурная схема ПИД-регулятора
Параметрами
настройки ПИД-регулятора
являются:
—
коэффициент усиления;
—
время изодрома;
—
время предварения. Вполне очевидно, что
ПИД-закон регулирования является
наиболее совершенным по сравнению с
другими законами регулирования. Если
время изодрома
увеличить до бесконечности
,
а время предварения
уменьшить до нуля
,
то действие ПИД-регулятора будет
аналогично действию П-регулятора
(ПИД-регулятор при
аналогичен
ПИ-регулятору, а при
аналогичен
ПД-регулятору).
3.6. Позиционные регуляторы
По сравнению с линейными алгоритмами (линейными законами регулирования) нелинейные алгоритмы распространены в меньшей степени.
Из
нелинейных алгоритмов регулирования
наиболее употребительны
алгоритмы с релейной статической
характеристикой: двухпозиционный
и
трехпозиционный.
Автоматические
регуляторы, у которых
при непрерывном изменении входной
величины регулирующий орган
занимает ограниченное число определенных,
заранее известных,
положений, называются позиционными.
Входной
величиной позиционного
регулятора, как и выше разобранных
регуляторов, является
рассогласование
между
заданным
и
текущим у
значениями
регулируемой величины
,
а выходной — управляющее
воздействие
.
Такие регуляторы можно отнести к группе
регуляторов
дискретного действия.
3.6.1. Двухпозиционные регуляторы
Выходная величина двухпозиционного регулятора может принимать только два значения: минимальное или максимальное. Для работы логического устройства в режиме двухпозиционного регулятора требуется выходное устройство ключевого типа (электромагнитное реле, транзисторная оптопара или оптосимистор), которое используется для управления (включение-выключение) нагрузкой или непосредственно, или через более мощные элементы, такие как пускатели, твердотельные реле, тиристоры или симисторы.
Область применения двухпозиционного регулятора: для регулирования технологических параметров в инерционных объектах с большой емкостью и малым запаздыванием, когда не требуется особой точности; для сигнализации о выходе контролируемой величины за заданные границы.