Тривалість паузи

t_пауз = _у / [d ( - _роз) / dt]. (7.9)

Отже

t_імп = _у / [(k - _зар) /T_зар - d/dt]. (7.10)

Так як сигнал на вході релейного підсилювача змінюється в малих границях

_н/2  ||  _н/2 - _у,

то при |  | >> _н /2 в автоколивальному режимі підсилювача можемо прийняти, що  - _зар =   0, тобто  = _зар

Із врахуванням цього виразу (7.10) запишемо у вигляді

t_імп = _у / (V_зв-/T_зар - d/dt), (7.11)

де V_зв = kU_H/T_зaр - параметр налаштування регулятора, названий «швидкістю зв'язку».

Вирішивши спільно (7.6) і (7.9), знайдемо

t_пауз =  / [d/dt + /Т_роз]. (7.12)

Період повторення імпульсів

, (7.13)

Шпаруватість імпульсів

, (7.14)

де В = (1/T_роз-1/T_зар). (7.15)

Із врахуванням (7.7) запившемо

, (7.16)

або

, (7.17)

При Т_роз  Т_зар величина В  0 отримуємо

(7.18)

де

k_p = S/V_з.з.в = ST_зар / (kU_н); Т_із = Т_роз (7.19)

Аналізуючи вираз (7.18), бачимо, що релейно імпульсний регулятор з ВМ постійної швидкості зі структурною схемою, приведеною на рисунку 7.3,б, дійсно, приблизно реалізує закон ПІ - регулювання з параметрами налаштування (7.19).

При надходженні на вхід регулятора постійного сигналу  = ₀ закон Пі-регулювання (7.18) запишеться у вигляді

, (7.20)

Рівняння (7.20) визначає перехідний процес у лінеаризованому Пі-регуляторі при  = ₀ (рисунок 7.3, в).

Фактичний перехідний процес визначається ламаною лінією 3.

При першому ввімкненні ВМ регулятора в початковий .момент при   0 швидкість наростання сигналу (рис, 7.2. в) на виході зворотнього зв'язку дорівнює

d/dt = kU_н /Т_зар = V_з.з.в. (7.21)

Якщо kU_H >>₀, то сигнал зворотнього зв'язку компенсує вихідний сигнал  = ₀ за час

t_в = (₀-Δ_н/2 + _п)/(d/dt) (7.22)

або

t_в = (₀-Δ_н/2 + _п)/V_зв (7.23)

При ₀ >> Δ_н/2 - _у (3.77) приблизно можна записати у вигляді

t_в = _0/ V_зв. (7.24)

Протягом цього часу релейний підсилювач із зворотнім зв'язком працює не в автоколивальному режимі і ВМ переміщує регулювальний орган з постійною швидкістю. Регулятор працює в нелінійному режимі постійної швидкості.

Після того як вхідний сигнал буде скомпенсований з точністю _з -  == Δ_н/2 - _п, релейний підсилювач вимкне ВМ і сигнал на вході зворотнього зв'язку зникне. Сигнал на виході зворотнього зв'язку почне зменшуватися, і при ₀ -  = = Δ_н/2 релейний підсилювач знову ввімкне ВМ і на вході зворотнього зв'язку буде поданий сигнал U = U_H. Надалі релейний підсилювач зі зворотним зв'язком буде працювати в автоколивальному режимі, а сигнал  на вході релейного елемента буде змінюватися тільки в діапазоні Δ_н/2  ||  Δ_н/2 - _у, тобто в межах зони повернення _п.

Хід роботи

1. При допомозі інструментарія Simulink (ПП MATLAB 6.0) створити модель імпульсного регулятора з електродвигунним механізмом в режимі П-регулювання.

2. Визначити передавальну функцію імпульсного регулятора.

3. Дослідити перехідний процес в системі при зміні зони нечутливості пускового пристрою, а також від щільності імпульсів вхідної напруги.

4. При допомозі інструментарія Simulink (ПП MATLAB 6.0) створити модель імпульсного регулятора з електродвигунним механізмом в режимі ПІ-регулювання.

5. Визначити передавальну функцію імпульсного регулятора та його параметри налаштування.

6. Дослідити перехідний процес в системі з ПІ-регулятором при:

а) зоні постійного сигналу ₀, б) при зміні часу заряду та розряду конденсатора С в ланках зворотнього зв’язку.

Контрольні запитання

1. Привести структурну схему імпульсного регулятора, який реалізує П – закон регулювання.

2. Привести структурну схему імпульсного регулятора, який реалізує ПІ – закон регулювання.

3. Як впливають старичні характеристики ВМ на перехідні процеси що протікають в імпульсних регуляторах при П і ПІ законах регулювання.

4. Як впливають параметри кола зворотнього зв’язку на показники перехідного процесу в імпульсному регуляторі при ПІ законі регулювання.