Дифференциальный регулятор

Д -регулятор – это регулятор, у которого есть составляющая пропорциональная скорости изменения отклонения регулируемого параметра.

Реально существует две структуры дифференциальных регуляторов.

ПД-регулятор (пропорционально-дифференциальный)

Уравнение динамики:

.

В реальных системах используется структура с зависимыми параметрами:

Структура

W_П и W_Д – передаточные функции П- и Д-регуляторов.

Передаточная функция ПД-регулятора:

Настройки регулятора:

ü К_Р – коэффициент усиления, присутствует обязательно;

ü Т_Д – время дифференцирования, в пределе если Т_Д→0, то ПД → П-регулятор. С зависимыми параметрами Т_П = – время предварения.

Т_Д – время дифференцирования – это время, на которое выходная величина регулятора опережает его П-составляюую приращением входной величины () при К_Р = 1.

Переходная характеристика регулятора:

- при m^П = m^ПД

фиксируется Т_П;

- при К_Р = 1, совпадают Т_Д и Т_П

В начальный момент времени действует Д-составляющая: Д Þ (при t = 0) ¥.

Далее преобладает П-составляющая: Д Þ (при t > 0) K_PDY.

Переходная характеристика: h(t) = K_P +T_Д d(t).

Передаточная функция: W(p) = K_P +T_Д р.

Достоинства:

ü большое регулирующее воздействие.

ПИД-регулятор (пропорциональн -интегрально-дифференциальный)

Уравнение динамики:

В реальных системах используется структура с зависимыми параметрами:

Структура:

Настройки регулятора:

ü К_Р – коэффициент усиления;

ü Т_И илиТ_ИЗ;

ü Т_Д илиТ_П.

Переходная характеристика регулятора:

П – пропорциональная составляющая Þ К_Р

И – интегральнгая Þ

Д – диффернциальная Þ

Достоинства:

ü устойчивая АСР с астатическими и статическими объектами;

ü регулирование без статической ошибки.

Недостатки:

ü дифференциальная составляющая увеличивает воздействие на входе объекта и снижает устойчивость системы в целом (К_Р ­, Т_И ¯, Т_Д ­).

ПИ-регулятор используется, если необходимо вести процесс без статической ошибки регулирования и когда возмущение на входе объекте изменяется не резко по своей величине (плавно, но может принимать большие значения) и когда запаздывание в системе не велико (t/Т - мало).

Если возмущение изменяется скачкообразно и если присутствуют значительные запаздывания в системе, то для получения качественного процесса регулирования используются регуляторы с дифференциальной составляющей. Но они являются наиболее сложными и наиболее дорогими и имеют сложный процесс настройки.