- •Принципы автоматического управления
- •1.2.3. Принцип управления по отклонению (рис.В.4)
- •1.1.3. Передаточная функция
- •1.1.4. Таблица преобразований Лапласа
- •1.1.5. Типовые воздействия и реакции на них
- •1.3. Частотные характеристики линейных сау
- •1.4. Логарифмические амплитудно-частотые характеристики - лачх
- •1.5. Типовые позиционные звенья сау
- •1.6. Типовые дифференцирующие звенья сау
- •1.7. Типовые интегрирующие звенья сау
- •1.8. Структурные схемы сау и их преобразования
- •1.9. Понятие об устойчивости сау. Прямые методы устойчивости. Критерий устойчивости Гурвица. Определение допустимых настроек сау
- •1.10. Критерий устойчивости Михайлова. Определение допустимых настроек сау
- •1.11. Критерий устойчивости Найквиста. И спользование лачх для оценки устойчивости сау
- •1.12. Прямые показатели качества сау. Расчет ошибок регулирования. Статические и астатические сау
- •1.13. Косвенные показатели качества сау и их связь с прямыми показателями качества. Использование лачх для оценки качества сау
- •1.14. Типовые законы регулирования. Влияние
- •1.15. Типовые законы регулирования. Влияние
- •1.16. Типовые законы регулирования. Влияние
- •1.17. Принципиальные электрические схемы типовых регуляторов
- •1.18. Схемы корректирующих устройств на пассивных элементах
- •1.19. Схемы корректирующих устройств на активных элементах
- •1.20. Коррекция линейных сау с помощью местных обратных связей
- •1.21. Пример судовой линейной сау
- •1.22. Сущность процесса синтеза сау. Частотный метод синтеза линейных сау
1.14. Типовые законы регулирования. Влияние
П-регулятора на показатели качества САУ
Вводная часть
Для обеспечения при работе САУ заданных показателей качества в ее структуру вводят корректирующие устройства и регуляторы. Корректирующие устройства имеют передаточную функцию произвольного вида. Регуляторами называются устройства, передаточная функция которых имеет стандартный вид.
Существуют три базовых простейших регулятора – пропорциональный (П), интегральный (И) и дифференциальный (Д):
- П-регулятор имеет передаточную функцию ;
- И-регулятор имеет передаточную функцию ;
- Д-регулятор имеет передаточную функцию .
Из трех простейших можно получить еще четыре составных регулятора:
- ПИ-регулятор с передаточной функцией ;
- ПД-регулятор с передаточной функцией ;
- ИД-регулятор с передаточной функцией ;
- ПИД-регулятор с передаточной функцией .
На практике широко применяются регуляторы ПИ- и ПИД-типов. Регуляторы ПД- и ИД-типов применяются редко из-за их низкой помехоустойчивости
При использовании П-регулятора порядок астатизма САУ не изменяется, поэтому ни одна из существующих ненулевых ошибок регулирования не обратится в ноль, а может быть только уменьшена за счет того, что коэффициент передачи kП регулятора будет взят большим единицы.
д). Эксплуатационные качества П-регулятора являются наилучшими из всех простейших регуляторов, так как П-регулятор не обладает повышенной чувствительностью к помехам (не ухудшает соотношение "сигнал-помеха" для проходящего через него сигнала), а его выходной сигнал не подвержен дрейфу.
Выводы по применению П-регулятора в САУ
Достоинства П-регулятора:
1. Повышает быстродействие САУ, оцениваемое временем первой установки.
2. Эксплуатационные качества являются наилучшими и, поэтому, в любом стандартном регуляторе содержится П-часть.
Недостатки П-регулятора:
1. Увеличивает перерегулирование САУ.
2. Не обращает в ноль ни одну из ошибок регулирования исходной САУ.
1.15. Типовые законы регулирования. Влияние
И-регулятора на показатели качества САУ
При использовании И-регулятора порядок астатизма САУ увеличивается на единицу. Если исходная САУ была статической, то с введением И-регулятора становится астатической 1-го порядка и, поэтому, статическая ошибка εСТ обратится в ноль, а при исходной астатической САУ 1-го порядка уже две ошибки регулирования – статическая εСТ и скоростная εСК - обратятся в ноль.
И-регулятор имеет серьезный эксплуатационный недостаток – дрейф нуля или самоход.
Выводы по применению И-регулятора в САУ
Достоинства И-регулятора:
1. Обращает в ноль одну из ошибок регулирования.
Недостатки И-регулятора:
1. Повышает перерегулирование, колебательность САУ. Возможна даже потеря устойчивости.
2. Снижает быстродействие, оцениваемое временем переходного процесса.
3. Подвержен дрейфу.
1.16. Типовые законы регулирования. Влияние
Д-регулятора на показатели качества САУ
Вводная часть
При использовании Д-регулятора порядок астатизма САУ уменьшается на единицу. Если исходная САУ была астатической 1-го порядка с нулевой статической ошибкой εСТ регулирования, то с введением Д-регулятора становится статической и, поэтому, статическая ошибка εСТ становится ненулевой. Если же исходная САУ была статической, то после введения Д-регулятора статическая ошибка εСТ становится бесконечно большой и САУ становится фактически неработоспособной.
д). Д-регулятор имеет серьезный эксплуатационный недостаток – чрезвычайно чувствителен к помехам, содержащимся во входном его сигнале, что приводит к ухудшению (уменьшению) соотношения "сигнал / помеха".
Выводы по применению Д-регулятора в САУ
Достоинства Д-регулятора:
1. Подавляют перерегулирование, а в случае неустойчивой исходной САУ, превращает ее в устойчивую.
2. Подавляет колебательность.
3. Повышает быстродействие САУ.
Недостатки Д-регулятора:
1. Увеличивает ошибки регулирования.
2. Чувствителен к высокочастотным помехам, ухудшает соотношение "сигнал / помеха".
Общие выводы по применению типовых регуляторов в САУ
1. П-регулятор используется как основной канал передачи сигнала, так как у П-регулятора нет эксплуатационных недостатков. Применение П-регулятора позволяет снизить ошибки регулирования, повысить быстродействие, но при этом возрастает перерегулирование.
2. И-регулятор применяется для повышения точности регулирования, в том числе - абсолютной точности. Применение И-регулятора ведет к повышению колебательности, перерегулирования и может привести к потере устойчивости САУ. И-регулятор подвержен дрейфу выходного сигнала.
3. Д-регулятор применяется для обеспечения устойчивости САУ, подавления перегулирования и повышения быстродействия. Применение Д-регулятора ведет к увеличению ошибок регулирования. Д-регулятор обладает низкой помехозащищенностью, ухудшает соотношение "сигнал / помеха".