18 Экспериментальное определение динамичуских характеристик объектов регулирования

Из всех известных методов экспериментального определения динами-ческих характеристик объектов регулирования для судовых условий наиболее подходит решение данной задачи с помощью разгонных характеристик объектов.

Разгонные характеристики ОР получают, задавая скачкообразное измене-ние регулирующего воздействия или нагрузки.

Все методы наладки основаны на том, что регулятор имеет идеальный закон регулирования, тогда как в реальном регуляторе закон искажается динамическими характеристиками элементов регулятора (датчика, усилителя, ИМ).

Поэтому для применения методов наладки необходимо все элементы регулятора условно включить в состав ОР, что дает “приведенный” объект регулирования.

Выделение приведенного ОР в структурной схеме САР показано на рис. 13.5, а структурная схема САР с приведенным ОР показана на рис. 13.6, где передаточная функция приведенного объекта:

Wпор(s) = Wу(s) Wим(s) Wор(s) Wд(s) .

.

Рис. 13.5 Выделение приведенного объекта регулирования.

Рис. 13.6 Структурная схема САР с приведенным объектом регулирования.

Для судовых устойчивых ОР (приведенных) разгонные характеристики, как правило, имеют вид, показанный на рис. 13.7.

Это соответствует многоемкостному объекту, динамические свойства которого приближенно описываются следующей передаточной функцией [13]:

Коэффициент передачи ОР по регулирующему воздействию определится по экспериментальной разгонной характеристике как

Kор = dХд / dUку .

Для судовых нейтральных ОР (приведенных) разгонные характеристики, как правило, имеют вид, показанный на рис. 13.8.

Это также соответствует многоемкостному нейтральному объекту, динамические свойства которого приближенно описываются следующей передаточной функцией [13]:

19 Определение оптимальных параметров настройки регуляторов

Необходимо найти оптимальные значения настроечных параметров КУ с типовыми законами регулирования для типовых ОР, обеспечивающие минимум одного из приведенных выше критериев оптимальности.

Задача оптимальной настройки была решена для КУ со следующими передаточными функциями законов регулирования:

Оптимальные параметры настройки регуляторов для устойчивых объектов регулирования рассчитываются по следующим формулам [20]:

Оптимальные параметры настройки регуляторов для нейтральных объектов регулирования рассчитываются по следующим формулам [20]:

Значения коэффициентов Ap, Ai, Ad для нейтральных ОР приведены в таблице 13.4.

После определения настроечных параметров следует пересчитать их значения для фактической передаточной функции закона регулирования, заложенного в КУ конкретного регулятора.

Формулы пересчета для ПИД закона регулирования приведены в таблице 13.5.

Ожидаемое качество инженерной наладки САР и трудности при ее вы-полнении могут быть оценены по отношению ор/Tор следующим образом [31]: ор/Tор < 0.1 - объект хорошо регулируется; 0.1≤ор/Tор≤0.3 – объект еще регулируется; ор/Tор>0.3 - объект плохо регулируется.

Хорошая регулируемость ОР означает, что найденные оптимальные на-строечные параметры регулятора обеспечивают также приемлемое качество переходных процессов при больших измененениях нагрузки объекта.

Плохая регулируемость ОР означает, оптимальные настроечные парамет-ры дают устойчивую САР, но качество переходных процессов при больших изменениях нагрузки, скорее всего, будет недопустимым.

Качество работы САР в последнем случае может быть улучше-но применением комбинированного принципа регулирования.