Пропорциональный закон регулирования

П-регуляторы

Этот закон сокращенно называют П-законом, регуляторы называют П-регуляторами. В них реализована линейная зависимость регулирующего воздействия от регулируемой величины.

,

где – регулируемая величина; – коэффициент пропорциональной передачи, зависящий от параметров настройки.

Основным достоинством этих регуляторов является простота регулирования.

Элементы таких регуляторов не имеют промежуточных устройств и выполняют только функции преобразования физической природы выходного сигнала и увеличения его мощности.

Недостатком является сравнительно невысокая точность, особенно для объектов, обладающих плохими динамическими свойствами. Применение подобных регуляторов в большинстве случаев приводит к статистическим ошибкам.

Интегральный закон регулирования

И-регуляторы

В этом случае в зависимости от сигнала ошибки ставится не величина регулирующего воздействия, а скорость его изменения.

,

где – коэффициент интегрального параметра настройки; – постоянная интегрирования (размерность – время); – время.

И-регуляторы называются интегральными. В регуляторы должны быть введены устройства интегрирования входного сигнала. Применение регуляторов для неустановившихся режимов дает неудовлетворительные результаты.

Точность И-регуляторов в установившихся режимах достаточно высокая.

Пропорционально-интегральный закон

ПИ-регуляторы

ПИ-регуляторы называют пропорционально-интегральными, выходная величина их изменяется под действием двух составляющих: пропорциональной и интегральной. Закон регулирования ПИ-регуляторов имеет вид

Объединение этих законов позволяет устранить проблему И-регуляторов при работе в динамическом режиме или уменьшить статистическую ошибку при работе П-регуляторов.

Пропорционально-дифференциальный закон

ПД-регулятор

В данном случае в законе регулирования интегральная составляющая меняется на дифференциальную

где – постоянная дифференцирования (размерность – время); – коэффициент дифференциального параметра настройки.

Введение дифференциальной составляющей в закон регулирования улучшает доведение автоматических регуляторов в неустановившихся режимах, т. к. фиксируется не только сама ошибка, но и скорость ее изменения.

Пропорционально-дифференциально-интегральный закон

или ПИД-регуляторы

.

В данных регуляторах учет интегральной составляющей ошибки обеспечивает требуемую точность работы установившегося режима, а дифференциальная составляющая служит улучшением динамических свойств автоматического регулирования.

В настоящее время чаще всего применяют ПИД-регуляторы.

Описание лабораторной установки

Лабораторная установка – печь камерного типа (рис. 7).

Лицевая часть печи

На лицевой части находятся: дверца камеры для подачи и выемки изделий (рис. 1, а, поз. 1), индикаторная лампочка «Сеть» красного цвета (рис. 1, а, поз. 2), терморегулятор (рис. 1, а, поз. 3) с приводом диска задатчика установки необходимой температуры (рис. 1, а, поз. 4), ось потенциометра установки сигнала аварийного превышения температуры (рис. 1, а, поз. 5), ось потенциометра регулировки зоны пропорциональности ∆П (рис. 1, а, поз. 6). Сигнальные лампы для – красного цвета (рис. 1, а, поз. 5), для ∆П – зеленого цвета (рис. 1, а, поз. 6).

Внутренняя часть печи

Внутри печи находятся:

нагревательный инструмент – ТЭН (рис. 1, б, поз. 1);

нагревательный элемент из проволоки по всему периметру печи (рис. 1, б, поз. 2);

футеровка печи (рис. 1, б, поз. 3).

а)

1

2

3

4

∆П

∆Т

5

6

б)

1

2

3

Рис. 7. Печь сопротивления камерного типа:

а) лицевая часть печи; б) внутренняя часть печи