30.Устойчивость и качество регулирования

Любая система автоматического регулирования должна поддерживать определенные регулир. Параметры. В зависимости от схемы регулирования и физ.природы регулируемого параметра(давление, уровень, темп-ра, высота полета самолета) к системе предъявляютс разные требования по качеству регулирования. Качество регулирования – это быстродействие системы, ее точность и надежность.

Чем выше требования к качеству регулирования, тем более сложная и дорогая конструкция, тем более чувсвительные датчики используются в этой системе. Непосредственно с качеством регулирования связана устойчивость системы автоматического регулирования. Под устойчивостью понимается возможность ее вернуться в состояние равновесия по окончанию переходного периода, т.е. периода, когда система переходит из одного состояния в другое. Устойчивость системы бывает хорошая (система устойчива), удовлетворительная(система устойчива в определенном диапазоне регулирования) и неустойчивая система.

Пример 1. Абсолютно устойчивая система

Пример 2. Удовлетворительно устойчивая

Пример 3. Почти абсолютно неустойчивая

Абсолютно неустойчивая

Для характеристики системы по ее устойчивости применяют различные критерии: в зависимости от автора критерий носит его название

-критерий Раусса

-критерий Гурвица

-критерий Михайлова

-критерий Найквиста

Пользуясь этими критериями можно рассчитать устойчивость той или иной системы автоматического регулирования, в зависимости от результатов расчета определить диапазон ее устойчивости.

Этот диапазон очень часто наз. Диапазоном устойчивости. Зона устойчивости – это количественная оценка на сколько значения параметров системы или ее характеристики отстоят от границы опасной с точки зрения устойчивости

32.Интегральные регуляторы (и-регуляторы)

Интегральный закон регулирования хар-ся тем, что любому положению регулируемого органа, т.е. любой нагрузке соответствует заданное значение регулируемой величины. Если в автомат.системе с таким регулятором от заданного значения регулирующий орган будет перемещаться до тех пор пока она не вернется к заданному значению. Этот закон регулирования описывается уравнением

Замкнутая система автоматического регулятора с замкнутым регулированием является автоматическим (модель астатического регулятора – пример замкнутого регулятора)

Положительной особенностью такого вида регулирования является то, что регулирующий орган может занимать любые положения в пределах своего рода – при поддержании заданной величины на заданном уровне

Недостатком этого вида регулирования явл. Замедленное действие. Часто в лит-ре И-регуляторы наз.астатичечкими. Астатические регуляторы склонны к автоколебаниям и используются для регулирования объектов с высокой степенью самовыравнивания. Обычно все регуляторы прямого действия работают па астотическому принципу.

33.Пропорциональные регуляторы (п-регуляторы)

В П-регуляторе отклонение регулируемой величины от заданного значения вызывает пропорциональное по значению и скорости перемещения регулирующего органа. Эти регуляторы имеют статическую систему регулирования (см. стат.регулирование)

По своим динамическим характеристикам П-регуляторы напоминают усилители, поэтому очень склонны к колебательному режиму регулирования. Поэтому в П-регуляторах обязательно наличие жесткой обратной связи (отрицательной), действие которой зависит от регулируемой величины и не зависит от времени…

Но маленькая точность регулирования потомучто они работают по статическому принципу и имеют статическую ошибку. П- регуляторы в лит-ре наз. статическими регуляторами.

34.ПИ-РЕГУЛЯТОРЫ (ПРОПОРЦИОНАЛЬНО-ИНТЕГРАЛЬНЫЕ)

Совмещают в себе свойства пропорционального и интегрального регуляторов. Поэтому они обладают высоким быстродействием, и в них отсутствует статическая ошибка. Если в автомат… с ПИ-регулятором произойдет нарушение равновесия, но в работу вступят его статические и астатические…

- постоянная времени, характеризующая воздействие интегральной составляющей: обычно эту постоянную наз. временем … ПИ- регулятора

ПИ- регуляторы в настоящее время нашли наиболее широкое распространение благодаря их быстродействию и точности. ПИ-регуляторы работают обязательно с обратной связью причем в них жесткая обратная связь выполняет пропорциональную функцию, а такая обратная связь (изодромная) , астатическая функция проявляется в переходном режиме и по его окончании исчезает.

В теплоэнергетике нашли самое широкое распрстранение

35.ПИД-регуляторы (пропорционально –интегральные -дифференциальные)

У этих регуляторов перемещение регулирующего органа дополнительно к …- интегральному воздействию оказывает влияние скорости изменения регулирующей величины, кот.представляет собой первую производную по времени,…

В зависимости от дифференциальной составляющей эти регуляторы бывают по первой производной (скорости) и по второй (ускорение)

- постоянная времени носит название времени… и характеризует степень участия производной в законе регулирования.

Введение первой производной или второй производной в закон регулирования вынуждает регулирующий орган перемещаться с некоторым опережением, возрастающим по мере увеличения скорости или ускорения регулируемой величины. Скорость изменения регулир.величины и уменьшение ее воздействия. Тогда поэтому возникает большая точность и быстродействие регулятора. Поэтому ПИД- регуляторы бываят только электронные косвенного действия (ракетостроение, энергетика).