Промышленные регуляторы

• Непрерывные (П,ПИ,ПИД и др.) ;

• дискретные (релейные , импульсные и др.)

Релейные регуляторы - приборного типа, связывают позиционными и с постоянной скоростью исполнительного механизма.

Импульсные - с амплитудной и широтной модуляцией.

Общий вид структуры регулятора:

1

3

УС

4

УУ

5

ИУ

y1

y2



2

1,2 датчики входной, измеряемой и задающей воздействие величин.

УУ - управляющее устройство.

ИУ- исполняющее устройство.

Для ПИД - регулятора:

ПИ

Способы формирования закона управления (регулирования)

Основной элемент регулятора- измерительный элемент, делители, исполнительные механизмы и устройства ОС.

Введением в закон регулирования интегральной составляющей , осуществляется механизмом передаточная функция которого:

Wимп=K/ Тимп

Тимп - время перестановки исполнительного механизма регулирующего органа из положения в положение.

Реализация ПИД регулятора:

(три варианта, с помощью измерительных устройств)

Объект

Y

Y*

Y**

W(p)=Kp/p

регулятор

В этой схеме предусмотрено наличие регулятора и измерительных органов для измерения отклонения и скорости изменения контролируемого параметра.

Объект

Y

Y*

W(p)=Kp/2 + Kp/p

регулятор

Т пред - постоянная времени воздействия скорости от отклонения параметра. Первый измерительный орган - скорость, второй - отклонение регулируемой величины.

Т пред= Кр3/Кр2 - коэффициенты, соответствующие введению в закон регулирования производных отклонения.

Объект

Y

Wc(p)

Wy(p)

усилитель

сервопривод

Обратная связь

Woc(p)

Тизодерма = C/Kp

Тизодерма- постоянная времени (изменение удвоения)

C - коэффициент пропорциональности означающий введение в закон регулирования пропорциональной составляющей.

Kp - коэффициент при дифуравнении, означающий введение интеграла от отклонения регулируемой величины.

Выбор регулятора и его настройка.

В настоящее время существуют различные методы выбора регулятора.

Все методы предусматривают наличие данных:

а) о динамических параметрах объекта управления:

Тоб - постоянная времени объекта;

tоб - постоянная запаздывания;

Коб - коэф-т передачи;

б) о типе оптимального п.п. в системе регулирования (апериодический п.п.);

в) о показателях качества процесса регулирования;

Наибольшее распространение получили 3 типовых оптимальных п.п.:

1) граничный апериодичный п.п.

с 20-ти процентным перерегулированием

с 40-а процентным перерегулированием

граничный апериодичный процесс с минимальным временем и с максимальным динамическим отклонением.

Процесс с 40% самый длительный но имеет самое малое динамическое отклонение.

Х1-максимальное динамическое отклонение;

Х2 - вторичное перерегулирование;

Х2/Х1 - показатель перерегулирования.

 - остаточное отклонение;

Тр - время регулирования.

Эти данные позволяют рассчитать динамический коэффициент регулирования Rd:

Rd = Х1/Х0, где Х0=Увозм*Коб

для астатических объектов Х0=Увозм/Тоб.

Оценка класса регулятора:

/Tоб регулятор аппроксимируется звеном 1-го порядка с запаздыванием (статический объект) или интегрирующим звеном (астатический объект). Если  /Tоб<0.1 - релейный регулятор. Чтобы выбрать закон регулирования используют графики.

Пример: методика выбора регулятора непрерывного для статических объектов.

По известному Rd для функций f( /T) есть графики:

по соответствующему Rd находим тип регулятора.

На этих рисунках 1 и 2 кривые построены для процесса с 20-и % перерегулированием. Такие графики существуют для всех процессов.

Для П- регулятора надо проверять его по статическому отклонению.

- условное остаточное отклонение

Увозм - задаётся 15-35 % хода регулируемого органа.

1 - для граничного апериодичного процесса;

2 - для 20-и % перерегулирования.