3.1.3.2.3. Дифференциальный закон регулирования.

Если регулируемая величина в какой-либо момент времени начинает быстро отклоняться от заданного значения, то в этом случае желательно иметь регулятор который бы вырабатывал регулирующее воздействие пропорциональное скорости изменения регулируемой величины.

U

Закон регулирования Д-регулятора описывается уравнением:

Такой регулятор при большой скорости отклонения регулируемой величины ∆y формирует большое регулирующее воздействие U.

Пояснение. Когда в начальный момент П-регулятор оказывает слабое регулирование, а интегрирующий регулятор только начинает оказывать воздействие, Д-регулятор оказывает существенное регулирующее воздействие. В качестве Д-регуляторов используются реальные дифференциальные звенья.

Переходные характеристики Д-регулятора

Подаем скачек.

Реакция идеального Д-регулятора

Реакция реального Д-регулятора.

Рисунок 3.10

3.1.3.2.4. Прпорционально-интегральный закон регулирования (пи-регулятор)

Ответ(2,5балла)10

Это такой регулятор, у которого изменение выходной величины U пропорционально как изменению входной величины Δy, так и интегралу ее изменения:

(3.10)

Параметрами настройки ПИ-регулятора является коэффициент передачи Кр=ΔU/Δy (как и для П-регулятора) и постоянная времени интегрирования Ти (время изодрома) – Это время за которое интегральная составляющая регулятора будет формировать его выходной сигнал U и соответственно перемещать РО с большей или меньшей скоростью, определяемой значениями настройки этого параметра.

Пояснение. Если при настройке ПИ-регулятора установить очень большую величину постоянной времени Ти, то он превращается в П-регулятор. Если же при настройке установить очень малые значения Кр, то получим И-регулятор с коэффициентом передачи по скорости 1/Ти.

Переходная характеристика ПИ-регулятора приведена на рис.3.11.

(Ответ(2балла)10

После скачкообразного изменения входной величины Δy в момент времени τ0 выходная величина U (и соответственно положение РО) под действием пропорциональной составляющей закона регулирования (3.10) мгновенно переходит из значения U0 в новое значение U1, пропорциональное отклонению Δy регулируемой величины и соответствующее настоящему значению коэффициента передачи Кр: U1=Кр·y0. )

(Ответ(2 балла)11

Затем под действием интегральной составляющей на выходе регулятора формируется сигнал дополнительно перемещающий регулирующий орган в ту же сторону с постоянной скоростью y0/Ти, пропорциональной отклонению регулируемой величины ΔУ.

Пояснение. Выходная величина U (ПИ-регулятора) при одном и том же значении Δy будет изменяться с большей скоростью, в случае настройки регулятора на меньшее время интегрирования Ти1 и наоборот, скорость изменения U будет меньше, если установить большее время интегрирования Ти2.)

Вывод: Пропорционально-интегральные регуляторы используются на объектах, где недопустимо остаточное отклонение регулируемой величины.)