1.3 Аналітична настройка регулятора

Всі аналітичні (формульні) методи настройки регуляторів засновані на апроксимації динаміки об'єкта моделлю першого або другого порядку із затримкою. У табл. 1 наведені емпіричні формули, в яких узагальнені результати експериментальних досліджень по визначенню параметрів типових регуляторів для об'єктів із затримкою (7) - (8). Формули отримані без урахування обмеження на величину керуючого впливу, необхідного для забезпечення заданого показника σ. Якщо таке обмеження накладено, то доводиться зменшувати коефіцієнти регулятора.

Таблиця 1 – Формули для визначення настройок регуляторів для статичних інерційних об'єктів

Закон	Узагальнений параметр	Типовий процес регулювання
		σ=0%	σ=20%
П	kpk00/T0=	0,30	0,70
ПІ	kpk00/T0=	0,35	0,60
	Tu/T0=	1,20	1,00
ПІД	kpk00/T0=	0,60	0,95
	Tu/T0=	1,00	1,35
	Tд/0=	0,50	0,47

1.4 Ручна настройка регулятора

Розрахунок параметрів по формулам не може дати оптимальної настройки регулятора, оскільки аналітично отримані результати ґрунтуються на спрощених моделях об'єкта. Крім того, моделі використовують параметри, ідентифіковані з деякою погрішністю. Тому після розрахунку параметрів регулятора бажано зробити його підстроювання. Ручна настройка передбачає послідовне зміну кожного з параметрів регулятора, коли інші фіксовані до найкращого виду перехідної кривої системи.

1.5 Під регулятор з предиктором Сміта

Запізнювання негативно позначається на стійкості, точності та якості замкненої системи. Найбільш поширений спосіб вирішення цієї проблеми – використання методів компенсації запізнювання. Мета предиктора Сміта – передбачити, який сигнал повинен з'явитися на виході об'єкта до того, як він там з'явиться насправді. Структурна схема системи з цифровим регулятором та предиктором Сміта показана на рис. 4.

Рисунок 4 – Структурна схема компенсатора Сміта

Де R – передавальна функція регулятора; – передавальна функція об’єкту керування; M – передавальна функція моделі об’єкту; D=/T_д – затримка на D тактів дискретності.

Принцип роботи системи полягає в наступному. Припустимо, що модель абсолютна точна. Тоді різницю сигналів на виходах моделі та об'єкта буде дорівнює нулю (e = 0), в такому випадку безпосередньо зі схеми на рис. 4 можна отримати:

. (9)

В цьому виразу член являє собою передавальну функцію системи без транспортної затримки. А це значить, що ланка з транспортної затримкою не входить в контур зворотного зв'язку та не впливає на стійкість та швидкодію системи. Коли e 0, в цьому випадку схему можна описати наступним рівнянням:

. (10)

З збільшенням точності моделі різниця (P–M) в знаменнику прагне до нуля та з передавальної функції системи виключається транспортна затримка.