5.5.1. Пропорциональное регулирование

Достоинство – простота регулирования. Однако, при таком регулировании обеспечивается невысокая точность регулирования, особенно для объектов с плохими динамическими свойствами.

Предварительно полагаем, что объект регулирования является позиционным звеном, т.е. в установившемся режиме и

Статическая ошибка регулирования в этом случае

где - собственно статическая ошибка воспроизведения;

- коэффициент объекта регулирования;

- суммарный коэффициент усиления разомкнутой системы (контурный коэффициент усиления).

В статике

В общем виде передаточная функция разомкнутой системы при пропорциональном регулировании и статическом объекте регулирования будет иметь вид

.

Следовательно, при пропорциональном регулировании система регулирования является статической.

5.5.2. Интегральное регулирование

Передаточная функция управляющего устройства (регулятора)

Передаточная функция разомкнутой системы

где - передаточная функция статического звена.

В общем виде будет иметь вид

Статическая ошибка при таком регулировании

Статическая ошибка по задающему воздействию

т.е. система является астатической по задающему воздействию. Если объект регулирования является статическим звеном, то ошибка регулирования, т.е. статическая ошибка и система является астатической по возмущающему воздействию. Если же объект содержит интегрирующее звено, то

и система является статической по возмущающему воздействию.

Следовательно, при интегральном регулировании система является астатической с астатизмом первого порядка.

Порядок астатизма определяется передаточной функцией разомкнутой системы в общем виде

где r – порядок астатизма системы.

Порядок астатизма и астатизм системы определяется не только регулятором, но и объектом. Но, как правило, порядок астатизма совпадает с количеством чисто интегрирующих составляющих и интегрирующих сомножителей в передаточной функции регулятора.

5.5.3. Регулятор реализует управление по закону

При этом

Система регулирования в этом случае является астатической с астатизмом второго порядка, т.е. система астатическая как по задающему, так и по возмущающему воздействию.

Таким образом, законы интегрального регулирования повышают точность САР, однако по сравнению с пропорциональным регулированием быстродействие САР снижается.

5.5.4. Пропорционально-интегральное регулирование

Закон регулирования

Передаточная функция регулятора

При таком регулировании сочетается высокое быстродействие пропорционального регулирования и высокая точность интегрального регулирования.

5.5.5. Регулирование по производной

В таком виде регулирование не применяется, т.к. в статике (при p=0) выход регулятора равен нулю. Регулирование по производной позволяет обеспечить быстродействие и динамическую точность регулирования.

5.5.6. Комбинированное регулирование

Характеристика регулятора в данном случае пропорционально-дифференциально-интегральная

Данный закон является наиболее универсальным, поскольку выбирая параметры настройки регулятора (k₁, T₁, T₂, T₃) можно усиливать или ослаблять эффекты, производимые каждой составляющей закона.

5.6. Контрольные вопросы для самопроверки

1. Дайте характеристику статического и динамического стационарного режима САР.

2. Назовите и объясните способы устранения статической ошибки САР.

3. Как влияет величина коэффициента усиления САР на величину статической ошибки регулирования?

4. Что такое статизм системы регулирования?

5. Принцип построения астатических САР.

6. Какова роль интегрирующих звеньев, включенных в систему регулирования?

7. Объясните принцип устранения статического отклонения в САР введением компенсирующего воздействия.

8. Каким образом исследуются гармонические стационарные режимы САР?

9. Особенности стационарных динамических режимов САР при воздействиях, изменяющихся с постоянной производной.

10. Назовите и объясните законы регулирования САР.

11. Что дают интегральные законы регулирования САР?