3 Өнеркәсіптік реттеуіштер және олардың типтік реттеу заңдылықтары. Реттеуіштердің типтерін таңдап алу тәсілдері.

Автоматты реттеуіштердің негізгі сипаттамасы – реттеу заңдылығы. Реттеу заңдылығы деп, реттелетін шаманың ауытқуы мен реттеуші органның арасындағы байланысты сипаттаушы теңдеуді айтады. Қарапайым жағдайда бұл заңдылық былайша жазылады

(5.1)

мұндағы реттеуші органға берілетін ықпал, - реттелетін шаманың у(t) жоспарланған мәнінен у₀(t) ауытқуы (5.1 сурет)

5.1 Сурет Автоматты реттеу жүйесінің құрылымдық схемасы

Реттеуіштердің типтері функциясының түрлері бойынша жіктеледі. Егер функциясы үздіксіз болса, онда реттеуішті үздіксіз реттеуіш дейді. Егер функциясы үздіксіз болмаса, онда реттеуішті дискретті дейді. Төменде үздіксіз реттеуіштер қарастырылады

Автоматты реттеуіштер реттеу заңдылығына сәйкес келесі топқа бөлінеді: пропорционалдық (П –реттеуіші), интегралды (И-реттеуіші), пропорционалдық –интегралдық (ПИ – реттеуіші), пропорционалдық –интегралдық –диференциалдық (ПИД- реттеуіші)

П – реттеуіші

П – реттеуішінің реттеу заңдылығы (реттеуші органның қозғалысы реттелетін шаманың ауытқуына пропорционал)

(5.2)

мұндағы – реттеуішінің баптау параметрі (беріліс коэффициенті).

П – реттеуішінің беріліс функциясы

(5.3)

яғни, П – реттеуішін пропорционалдық буын ретінде қарастыруға болады.

Бұл реттеуішті статикалық депте атайды, себебі олар әрдайым статикалық қателікпен жұмыс істейді ( мәні көбейген сайын, статикалық қателік азая түседі). Реттеуіштің реттеу жылдамдығы өте жоғары. Бұл реттеуіш өз кезегінде тура әрекетті (реттеуші орган қозғалысы тікелей реттеуіштен іске асырылады) және жанама әрекетті (реттеуші орган қозғалысы қосымша энергия көзінен іске асырылады)

И – реттеуіші

И – реттеуішінде реттеуші органның қозғалыс жылдамдығы реттелетін шаманың ауытқуына пропорционал.

, немесе (5.4)

И – реттеуішінің беріліс функциясы

(5.5)

мұндағы = 1/Т_и – реттеуішінің баптау параметрі (беріліс коэффициенті), Т_и – интегралдау тұрақтысы (реттеуші органның бір шеткі күйден екінші шеткі күйге ығысуына қажетті уақыт мөлшерін береді)

Т_и коэффициентінің мағнасы мынада. Айталық, реттелетін шама жоспарланған мәннен қандай да бір шамаға (тұрақты мәнге) ауытқысын. Бұл ауытқу реттеуіш кірісіне беріледі де, реттеуіш шығысында реттеу заңдылығы туындайды

егер t = T_И болса

Соңғы өрнектен көретініміз, реттеуіштің кірістік және шығыстық шамаларының араларындағы тепе-теңдік T_И уақыт өткенде ғана орын алады, басқаша айтсақ, ауытқуын компенсациялаушы реттеуші ықпал тек T_И уақыт өткеннен кейін ғана пайда болады. Бұл әрине реттеуіштің кемшілігі, неғұрлым T_И көп болса, реттеуіш соғұрлым баяу жұмыс істейді. Реттеу процессін тездету үшін мәнін ұлғайту қажет. Соныменен, интегралдау тұрақтысын T_И реттеуіштің инерттілігін сипаттаушы шама ретінде қарастырса да болады.

И- реттеуіштің ерекшелігі, қозу әсерінің нәтижесінде жоспарланған мәнінен ауытқыған реттелетін шама өзінің бастапқы күйіне оралмайынша реттеуші органның қозғалысы ешқашан тоқтамайды, себебі реттеуші органның қозғалыс жылдамдығы реттелетін шаманың ауытқуына пропорционал. Осыған орай И - реттеуішінде статикалық қателік орын алмайды.

ПИ – реттеуіші.

Бұл реттеуіште реттеу ықпалы U(t) реттелетін шаманың ауытқуына және оның интегралына пропорционал туындайды.

(5.6)

мұндағы және = 1/Т_и – ПИ – реттеуішінің баптау параметрлері

ПИ – реттеуішінің беріліс функциясы

(5.7)

Құрылымы жағынан ПИ – реттеуіші пропорционалдық және интегралдық буындардың параллель қосылысына парапар. Егер Т_и шексіздікке ұмтылса, онда ПИ – реттеуіші пропорционалдық реттеуішке айналады, егер нөлге ұмтылса, онда И-реттеуішін аламыз. ПИ – реттеуішінің қасиеті П және И реттеуіштерінің қасиеттерімен сипатталады. Реттеуіш статикалық қателіксіз жұмыс жасайды.

Іс жүзінде реттеуіштің ортақ күшейту коэффициенті бар құрылымдық схемасы қолданылады (5.2 сурет).