Оптимальные типовые процессы регулирования

Наиболее часто встречаются три типовых переходных процесса регулирования:

а) граничный апериодический процесс с минимальным временем регулирования t_р (рис. 4.а);

б) процесс с 20%-ным перерегулированием и минимальным временем первого полупериода колебаний (рис. 4.б);

в) процесс с минимальной квадратичной площадью отклонения, т.е. (рис. 4.в).

Граничный апериодический процесс характеризуется минимальным общим временем регулирования t_р , полным отсутствием перерегулирования х₂ , а также минимальным регулирующим воздействием.

Процесс с 20%-ным перерегулированием является промежуточным и используется, когда некоторое перерегулирование допустимо. При этом уменьшается максимальное динамическое отклонение х₁.

Процесс с минимальной квадратичной площадью отклонения отличается наибольшими регулирующим воздействием, перерегулированием (порядка 40…50%) и временем регулирования. Однако он характеризуется наименьшей величиной максимального динамического отклонения х₁.

Оптимальные настройки регулятора

Рекомендуемые ниже настройки И-регулятора позволяют получить три указанных выше типовых процесса регулирования [3]. И‑регулятор имеет закон регулирования вида ,

где k_р1 – коэффициент передачи регулятора, характеризующий скорость

исполнительного механизма регулятора при данном рассогласовании  Коэффициент k_р1 измеряется в следующих единицах:

Значение оптимальной настройки k_р1 вычисляется по произведению k_р1k_об _об , которое находится по графику рис. 5, построенному в функции отношения времени запаздывания _об к постоянной времени объекта регулирования Т_об. Последние, в свою очередь, в результате элементарных построений определяются из кривой разгона объекта (рис. 2). Время запаздывания _об находится как отрезок на временной оси, отсекаемый касательной, проведённой к кривой разгона на её начальном участке в точке перегиба.

Определение уставок и-регулятора

Градуировку уставок регулятора производят путём определения кривых разгона регулятора при различных положениях органов настройки. САУ при этом должна быть разомкнута, а регулятор сбалансирован в центре опыта, т.е. при типичном заданном значении регулируемой величины.

При одном определённом положении органов настройки на вход регулятора подают однократное скачкообразное возмущение – изменение регулируемой величины или заданного значения, тем самым изменяется величина отклонения текущего значения регулируемой величины х_п от задания х_з При этом регистрируют изменение во времени выходной величины y(t), т.е. положение регулирующего органа (или исполнительного механизма) по соответствующему указателю положения.

Кривую разгона определяют 2…3 раза при каждом положении органов настройки и затем берут средний результат.

Величину возмущающего воздей-ствия выбирают так, чтобы при каждом положении органов настройки выходную величину можно было изучить достаточно точно. Величину вводимого изменения входной величины измеряют в единицах измерения регулируемой величины, а по полученной кривой разгона y(t) определяют скорость перемещения исполнительного механизма dy/dt, % хода / с (рис. 6.а). Поскольку то, очевидно, коэффициент передачи регулятора для принятого положения органов настройки

Величину возмущения надо выбирать в пределах зоны пропорциональности dy/dt, которая у И-регулятора ограничена определённой величиной возмущения _макс, выше которой скорость исполнительного механизма достигает постоянного максимального значения (рис. 6.б). Величина _макс зависит и от настройки k_p1.