5.2 Сурет Ортақ күшейту коэффициенті бар реттеуіштің құрылымдық схемасы

Бұл жағдайда ПИ- реттеуішінің беріліс функциясы

(5.8)

Мұнда Т_ИЗ = k₁T_И - изодром уақыты

5.3 Сурет Изодром уақытына түсініктеме

Соныменен, изодром уақытына тең уақытта (t = Т_ИЗ) реттеу ықпалының мәні П- реттеуіші t = 0 моментте тудыратын реттеу ықпалының екі еселенген мәніне жететіндігін көреміз

ПИД – реттеуіші

ПИД – реттеуішінің реттеу ықпалы келесі өрнекпен анықталады.

(5.9)

мұнда К₂= 1/Т_и және =Т_д – ПИД реттеуішінің баптау параметрлері, Т_д – дифференциалдау уақыты

ПИД – реттеуішінің беріліс функциясы

(5.10)

Реттеу заңына дифференциалдаушы бөлікті енгізу реттеу процессінің сапасын жақсартады.

Позициондық реттеуіштер

Позициондық немесе релелік реттеуіштер деп, кірістік шамасы үздіксіз өзгергенде шығыстық шамасы (реттеуші ықпал) үздікті (сатылы) түрде өзгереді, осыған орай реттеуші органда белгілі бір позицияға ығысып қана қояды. Мысалға, екі позициялық реттеуіште реттеуші орган тек екі позицияға ғана жылжиды. Бұл реттеуіштере кірістік шамалардың шығыстық шамаға түрленулері өте үлкен жылдамдықпен өтеді. Сонымен қатар сенімділігі жоғары, құрылысы қарапайым, баутауы және пайдалануы жеңіл.

4. суретте екі позициялық реттеуіштің құрылымдық сұлбасы келтірлген.

5.4 сурет Позициялық реттеуіштің құрылымдық сұлбасы

5.5 суретте екі позициялық реттеуіштің статикалық сипаттамасы келтірлген.

5.5 сурет Eкі позициялық реттеуіштің статикалық сипаттамасы

5.6 суретте өтпелі процесс келтірлген.

5.6 Сурет Өтпелі процесс

Егерде реттелетін шаманың ауытқуы максималдық мәннен артып кетсе, онда реттеуші орган реттеуші ықпал U(t) минималдық мәнге U_min ие болатындай позицияға ығысады. Нәтижесінде реттелетін шаманың ауытқуы бәсеңсиді. Реттеуші орган минималдық позицияда = теңдігі орындалғанша қала береді. Егер < шарты орындалса, онда реттеуші орган екінші позицияға ауысып, нәтижесінде реттеуші ықпалдың мәні көбейеді де, реттелетін шаманың мәні ұлғаяды. Соныменен бұл реттеу жүйесінде тербелмелі процесс орын алады да, тербелісті автотербеліс деп атайды. Өтпелі процесс сапалығы автотербеліс амплитудасымен және автотербеліс периодымен бағаланады. Обьектінің инерттілігі және онда орын алатын кешігу процесстері көбейген сайын, тербеліс амплитудасы және периоды ұлғая түседі. Тербелістің бұл параметрлеріне реттеуіштің баптау диапазоны да ( - ) әсерін тигізеді.

Сонымен қатар реттеу процессінің негізгі екі түрін айтуға болады: статикалық және астатикалық.

Егер реттеу процессі кезінде реттелетін шама өтпелі процесс аяқталған мезетте өзінің баяғы жоспарланған мәнінен өзгеше, жаңа тұрақталған мәнге ие болса, онда реттеу процессін статикалық реттеу деп атайды. Реттелетін шаманың жаңа тұрақталған мәнімен бұрынғы мәнінің арасындағы ауытқу статикалық қателік деп аталады.

Егер реттеу процессі кезінде реттелетін шама өтпелі процесс аяқталған мезетте өзінің баяғы жоспарланған мәніне қайтып оралса, онда реттеу процессін астатикалық реттеу деп атайды. Астатикалық реттеуде статикалық қателік болмайды.

Автоматты реттеу жүйесінің (АРЖ) динамикалық қасиеттері обьектінің қасиетіне және автоматты реттеуіштердің сипаттамаларына тікелей тәуелді болып келеді. Сол себептен, реттеуішті таңдау мәселесі обьектінің параметрлеріне (беріліс коэффициентіне, кешігу уақыты және уақыт тұрақтысына) сүйене отырып шешіледі. Реттеуіштің типін таңдау деп, әдетте оның қарапайым реттеу заңдылығын анықтауды түсіну керек. Бұл таңдап алынған заңдылық реттеу процессінің статикалық және динамикалық қателіктерін, реттеу уақытын жоспарланған мөлшерден асырмауын қамтамасыз етуі қажет.

Реттеуіштердің баптау параметрлерін анықтау деп, реттеуіш теңдеулерінің (реттеу заңдылықтарының) коэффициенттерін анықтауды түсіну керек. Коэффициенттердің мәндері дұрыс табылған жағдайда, реттеу процесстерінің көрсеткіштері де қойылған сапалық талаптарды қанағаттандырады. Төменде аталып өткен мәселелерді шешу жолдары қарастырылған.

Автоматты реттеуіш типтері әдетте обьектінің кешігу уақытының τ уақыт тұрақтысына Т қатынасы арқылы (τ/ Т) негізделіп таңдалады (6.1 кесте).

6.1 кесте (τ/ Т) қатынасы бойынша реттеуіштің типін таңдау

τ / T	Реттеуіш
< 0,2	Позициондық
< 1,0	Үздіксіз
> 1,0	Үздіксіз немесе импульстік

Үздіксіз реттеуіштерді таңдау

Үздіксіз реттеуіштердің типі әдетте өтпелі процесстердің келесі көрсеткіштеріне, яғни динамикалық қателікке, реттеу уақытына және статикалық қателікке сүйене отырып анықталады.

Динамикалық қателік бойынша таңдау

Реттелетін обьектіге түрлі реттеуіштің тигізер әсерлері де түрліше болып келеді, яғни обьектіде орын алатын өтпелі процесстер де реттеуіш типтеріне байланысты түрліше өтеді. Автоматты реттеуіштің обьектілерге ықпал ету дәрежесін бағалау үшін реттеудің динамикалық коэффициенті R_d деген ұғым қолданылады.

Статикалық обьект үшін

R_d= (6.1)

Астатикалық обьект үшін

R_d= (6.2)

Мұндағы - реттеу кезіндегі максималдық динамикалық қателектің (ауытқудың) шектелген мәні (алдын ала тағайындалатын шама), - реттелетін шаманың ауытқуы (реттеуіш іске қосылмаған кездегі), К – обьектінің беріліс коэффициенті, - обьектінің кешігу уақыты, Т - обьектінің уақыт тұрақтысы, Х_В – АРЖ – ің кірісіндегі максималдық қозу ықпалы

6.1 сурет Өтпелі процесстер

Егерде динамикалық коэффициенттің R_d мәні анықталған жағдайда,

6.2 – суреттегі графиктен τ/ Т қатынасының мәні бойынша реттеуіштің типін анықтауға болады. Таңдалған реттеуіштің типі (τ/ Т , R_d) нүктесінің төменгі жағынан алынады да, қажетті динамикалық қателікті қамтамасыз етеді .

Әрбір график Rд =f(τ_у/T_у) типтік оптималдық реттеу процесстеріне негізделген, янғи минималдық реттеу уақыты бойынша, с 20 %- ік асыра реттеу бойынша және ауытқу ауданының минималдық мәні бойынша.

Асыра реттеу

Ауытқу ауданының минималдық мәні

(Мұнда ).

6.2 – сурет Rд =f(τ_у/T_у) тәуелділігі. а- апериодтық процесс; б - 20% -тік асыра реттеумен , в- процессі ( 1- И реттеуіш; 2-П реттеуіш;

3- ПИ реттеуіш; 4 – ПИД реттеуіш)

Реттеу уақыты бойынша таңдау

Реттеу уақытының ұзақтығы обьектілердің динамикалық қасиеттеріне, реттеу заңдылығына және реттеуіштің бапталуына тәуелді өзгеріп отырады.

6.3 – суретте реттеу уақытының мәні t_p мен обьектінің қасиеті араларындағы тәуелділік келтірлген. Келтірілген тәуелділік өшу дәрежесінің мәніне (тербелу дәрежесі сәйкесінше m = 0.366) cәйкес келеді. Егер реттеу уақытының максималық мәні берілген жағдайда, 6.3 – суреттегі графиктен реттеуіштің типі таңдалып алынады

1- И реттеуіш; 2- ПИ реттеуіш; 3- ПИД реттеуіш; 4 – П реттеуіш

Cтатикалық қателік бойынша

П - ретттеуішін таңдау кезінде статикалық қателікті мәнін анықтау қажеттілігі туындайды. Егер максималдық қозу ықпалық берілген жағдайда, 6.4 суреттегі графиктен реттеу кезінде орын алатын статикалық қателікті ∆х_ст анықтауға болады.