3.Требования к непрерывным системам регулирования

Предъявляемые к системе регулирования требования касаются устойчивости и качества регулирования. Систем регулирования можно считать работоспособной, если она во всех случаях устойчива. Серийные регуляторы при правильно выбранных законе и настройках обеспечивают устойчивый процесс регулирования его качество.

При оценке качества регулирования рассматривают характер переходного процесса, вызванного возмущением определенной формы (в данном случае скачкообразным возмущением, и величины, а также показатели качества регулирования либо используют интегральные оценки качества.

В общем случае при выборе закона регулирования и расчете па­раметров настроек в соответствии с используемой в работе мето­дикой рекомендованы три вида переходных процессов (рис.13): апериодический с минимальным временем

регулирования; с 20 %-й сте­пенью колебательности, обеспечивающий минимальное время первого полупериода колебаний; с минимальной квадратичной площадью отклонения, т.е. с min dt (min – и следующие показатели качества:

- остаточное отклонение или статическая ошибка δ=∆x_s=∆n_s - отличие нового установившегося значения регулируемой величины x_уст=n_уст от заданного x_зад =n_зад (рис.14);

- максимальное динамическое отклонение ∆x₁=∆n₁=A₁ ре­гулируемой величины от нового установившегося значения;

- коэффициент R_∂=x₁/x_0уст=n₁/n_0уст , характеризующий степень воздействия регулятора (понижение динамического отклоне­ния), где x₁ , n₁ , x_0уст , n_0уст = k_об∆U - максимальное отклоне­ние регулируемой величины при наличии x₁ , n₁ и отсутствии x_0уст , n_0уст регулятора на статическом объекте (см.рис.14);

- время регулирования t_p - время от подачи возмущения до момента, когда регулируемая величина становится меньше допустимой δε по технологическим соображениям, обычно δε равно ±0,05 от установившегося значения регулируемой величины x_уст;

- степень колебательности φ=(A₁/A₂)100%=(∆x₂/∆x₁)100%, т.е. отношение второй, противоположно направленной амплитуды колебаний A₂=∆x₂=∆n₂ к первой максимальной амплитуде A₁=∆x₁=∆n₁ , выраженное в процентах;

• перерегулирование A₁=∆x₁=∆x_max - максимальное отклонение регулируемой величины от нового установившегося значения. Обычно первый максимум наибольший .

Относительное перерегулирование определяют по формуле

а степень затухания колебаний

При использовании интегральных оценок о качестве судят по значениям определенных интегралов во времени. В этом случае наилучшим считают процесс регулирования, при котором величина интеграла минимальна. Наиболее распространена оценка качества вида

-квадратичная площадь отклонения.

4.Выбор требуемого закона регулирования

При проектирований САР из числа промышленных регуляторов вы­бирают тот, который действует по простейшему закону и позволяет обеспечить на данном объекте необходимое качество регулирования. Чтобы выбрать регулятор, следует знать характеристики объекта регулирования, условия работы регулятора, т.е. требования к ка­честву и величину возмущения, показатели качества, которые мо­гут быть получены при установке различных регуляторов на объек­тах с разными свойствами.

Рассмотрим показатели качества R_∂ ,t_p ,δ , которые могу быть получены при установке серийных регуляторов на объектах с разными свойствами при скачкообразном возмущении.

Динамические коэффициенты R_δ , определяющие максимальное отклонение регулируемой величины x₁=R_бk_обy_в (∆n₁= R_∂ k_об∆U) приведены на рис.15 в

зависимости от вида переходного процесса и закона регулирования. Относительное время регулирования t_p /τ проиллюстрировано рис .16.

Для П-, ПИ-, ПИД- регуляторов величина t_p /τ – величина постоянная при разных τ/T и зависит только от характера переходного процесса и может быть определена по таблице.

Пользуясь параметром объекта и требованиями к системе, следует определить коэффициент R_б= x₁ /k_обy_в=∆n/k_об ∆U для наибольшего ∆U .По графикам R_б (τ/T ) (см.рис.15) для принятого переходного процесса находят R_∂ у всех регуляторов.

Далее по рис.16 определяют t_p /τ , а следовательно, и t_p ана­логично нахождению R_∂ Затем определяют простейший регулятор, обеспечивающий R_∂ и t_p меньше требуемого. Если выбран П- регу­лятор, то по графику δ(τ/T) (рис.17) проверяют величину остаточного отклонения δ=∆x_s=∆n_s Если оно превышает до­пустимое значение, то выбирают другой регулятор, включающий И составляющую и получают астатическую систему. Если ни один ре­гулятор не соответствует поставленным требованиям, то проверяют, нельзя ли использовать другой переходный процесс. Конкретный ре­гулятор

выбирают в зависимости от имеющейся номенклатуры, усло­вий эксплуатации, требований заказчика.