7. Изодромное (пропорционально-интегральное) регулирование (пи-регуляторы)

У этих регуляторов регулирующий орган перемещается под воздействием суммы двух величин: отклонения регулируемого параметра от заданного значения ΔY и интеграла по времени от этого отклонения. Благодари этому ПИ-регулятор совмещает в себе свойства пропорционального П- и интегрального И-регуляторов.

Т аким образом, ПИ-регулятор будет обладать положительными свойствами П и И-регуляторов: вследствие наличия неравномерности он будет обеспечивать устойчивую работу объекта в процессе регулирования, в то же время в установившемся состоянии приведет регулируемый параметр к первоначальному заданному значению, одинаковому для всех нагрузок.

Р ис. 3.11. Схема изодромного регулятора уровня воды в баке (косвенного действия)

Схема ПИ-регулятора косвенного действия с гидравлическим изодромом показана на рис. 3.11. Регулятор предназначен для поддержания заданного уровня воды в баке и установлен на при­токе. Механизм упругой обратной связи состоит из пружины 1 (нулевой), к которой подвешен конец рычага 2 регулятора, и гидравлического изодрома: цилиндра 3, заполненного маслом с поршнем 4, шток которого составляет продолжение верхнего полуштока исполнительного механизма. Цилиндр 3 подвешен к концу рычага 2 в той же точке, к которой присоединена пружина 1. При перемещении поршня внутри цилиндра изодрома масло перетекает из верхней полости цилиндра в нижнюю или обратно, через канал, шунтирующий цилиндр. Поток масла в канале дросселируется настроечным приспособлением 5, с помощью которого можно подобрать нужную скорость перемещения поршня 4 по отношению к цилиндру 3, т. е. время действия изодрома.

При изменении, например увеличении, расхода воды из бака регулятор действует по следующей схеме: падение уровня вызывает поворот рычага 2 относительно пока еще неподвижной точки О, после чего регулятор будет открывать клапан и смещать шарнир О, так же как это происходило у регулятора с жесткой обратной связью. В результате первой фазы действия движение регулятора прекратится при пониженном уровне и увеличенном открытии клапана. При этом точка О окажется смещенной кверху. Пружина 1 будет сжата и разовьет усилие, под влиянием которого шарнир О постепенно возвратится в исходное положение. Поршень изодрома 4 при этом будет перемещаться внутри цилиндра 3 со скоростью, ограниченной дросселем 5 на обводном шунте цилиндра. Золотник исполнительного механизма при этом будет перемещаться в том же направлении, как и при первоначальном снижении регулируемого уровня, но со значительно меньшей скоростью, ограниченной скоростью перетекания масла через шунт изодрома. Одновременно под воздействием регулятора будет происходить восстановление уровня в баке. В результате по прошествии некоторого времени система придет в окончательное равновесие. Точка О, а следовательно, и регулируемый уровень займут такое же положение, как и до возмущения. Регулирующий клапан будет открыт больше, чем первоначально, за счет смещения вниз поршня в цилиндре изодрома. Полное прикрытие дросселя 5 на шунте изодрома превращает упругую обратную связь в жесткую, а изодромный регулятор - в статический. При отсутствии дросселирования масла изодромный регулятор будет работать как астатический.