16.12. Пропорционально-интегральное ру с определением интегральной составляющей
Алгоритм работы регулятора записывается в таком виде:
,
где с - коэффициент уменьшения коэффициента пропорциональности Кp; 1, 2,3 - нелинейные коэффициенты, которые в зависимости от величины ошибки регулирования и ее первой производной могут принимать разные значения. В установившемся состоянии процесс стабилизации заданного значения регулирования осуществляется по ПИ - закону с таким коэффициентом настройки: при П - составляющей - Кр(1–С ); при И - составляющей - Кp/Тu .
Рассмотренный РПС позволяет минимизировать длительность переходных процессов и устранить перерегулирование в системе регулирования объекта с переменными параметрами.
16.13. Пропорционально-интегральный рпс без дифференцирования сигнала ошибки регулирования в функции переключения
Регулирующие устройства этого типа наиболее пригодны для применения в системах с высоким уровнем помех.
Функция переключения этих РУ формируется в косвенном виде по величине ошибки рассогласования (t). Для этого возможные значения ошибки разбиваются на зоны, в каждой из которых реализуется определенный закон формирования регулирующего воздействия.
Рассмотрим два варианта из возможных чередований алгоритмов управления в разных зонах ошибки регулирования. На рис.4.6.1 показано расположение зон и соответствующие им законы формирования регулирующего воздействия.
При выполнении условия 1<(t)<–2 РУ функционирует по линейному ПИ - закону. В пределах рассогласований 1<(t)<3 и –2>(t)>–4 регулирующее воздействие формируется по П - закону /И - составляющая равна нулю/, а при рассогласованиях (t)>3 и (t)<–4 регулирующие воздействия равны предельным значениям max и min соответственно.
Настраиваемыми параметрами РУ являются пороги зон 1, –2, 3, –4 , коэффициент передачи Кp и постоянная времени интегрирования ТИ.
17. Методики вибору та розрахунків налагоджуваних параметрів регулятора, виходячи з моделі та характеристик оу і завдань контурів ксу.
оптимизация параметров САР или системы ПЦУ представляет собой трехшаговую процедуру:
на первом шаге определяется математическая модель объекта регулирования и выбирается соответствующий тип регулятора (П, ПИ, ПИД);
на втором шаге выполняется оптимизация параметров замкнутого либо разомкнутого контура регулирования, включающего автоматический регулятор и объект (процесс) регулирования;
на третьем шаге рассчитываются оптимальные параметры регулятора с использованием величин коэффициентов оптимизированного контура автоматического регулирования.
Таким образом, для расчета регуляторов в большинстве известных методов требуется идентификация модели объекта регулирования, сформулированная теоретически или полученная экспериментально на объекте. В настоящее время наиболее известными методами настройки автоматических регуляторов являются следующие:
метод Циглера-Николса (Ziegler-Nichols);
метод Чина (Chien)-Хронеса (Hrones)-Pecвикa (Reswick);
метод Кеслера (Kessler) — бетрагсоптимум;
метод Латцеля (Latzel) — бетрагсадаптация;
метод Куна (Kuhn) — «правило Т-суммы»;
метод Пройса (Preuss) — проектирование ПИД-регулятора по бетрагсоптимуму при отсутствии модели объекта.
Трудоемкость и качество настройки САР по указанным методам различны. Так, например, первые два метода дают практически неудовлетворительные результаты (большие перерегулирования). Метод Латцеля отличается высокой точностью, но и трудоемкостью, так как в нем используется табличная информация. Методом Пройса можно получить хорошие результаты настройки регуляторов, но он математически сложен и нуждается в трудоемком моделировании.
Критерии для выбора определенных методов ручного или автоматического проектирования регуляторов различаются незначительно. В большинстве случаев указанные методы применимы как для аналоговых, так и дискретных систем регулирования. Причем считается, что важно лишь обеспечить достаточное соответствие проекта реальному процессу, а уточнение параметров регулятора и характера динамических процессов в системе регулирования без проблем достигается на технологическим объекте в процессе внедрения. Большое значение при выборе метода настройки регуляторов придается их простоте при использовании в проектной практике и нетрудоемкости при моделировании.