Пропорциональный закон регулирования

Пропорциональными (П) регуляторами, статическими регуляторами или регуляторами с жесткой обратной связью формируется пропорциональный закон регулирования.

Отличительной чертой П – регулятора является условие реализации:

Угол поворота вала ИМ пропорционален сигналу рассогласования, т.е. величине отклонения регулируемой величины от задания. Эта пропорциональность определяется использованием жесткой ООС по положению вала исполнительного механизма. Это означает, что при использовании П – закона регулирования, компенсация сигнала рассогласования осуществляется сигналом, пропорциональным углу поворота вала исполнительно механизма, т. е. на вход П – регулятора необходимо подавать 3 информационных сигнала:

· Сигнал, пропорциональный заданному значению регулируемого параметра;

· Сигнал, пропорциональный действительному значению регулируемого параметра;

· Сигнал, пропорциональный углу поворота вала ИМ с датчика ОС

Регулятор имеет один параметр настройки K_Р (коэффициент передачи):

Фактически этот параметр означает угол поворота вала исполнительного механизма, который приходится на единицу отклонения ε(τ) сигнала от заданного значения.

Для выяснения физической сути коэффициента передачи регулятора необходимо снять кривую разгона П – регулятора.

Пропорциональный регулятор, благодаря своим уникальным свойствам при правильном выборе значения К_р в зависимости от динамических параметров объекта управления, способствует достижению устойчивой работы контура стабилизации регулируемого параметра.

При определении значения К_р по экспериментальной динамической характеристике при скачкообразном входном воздействии не следует путать переходную или временную характеристику, используемую в теории автоматического управления с кривой разгона. Эти характеристики отличаются только величиной входного возмущающего воздействия.

Кривые разгона П – регулятора приведены на рис. 26

Рис 26. Кривая разгона П-регулятора

Переходная характеристика – реакция объекта (в данном случае П-регулятора) на однократное единичное скачкообразное воздействие (не путать с кривой разгона).

Коэффициент передачи -

Данный регулятор работает очень быстро, но обладает одним существенным недостатком: наличием остаточного отклонения (установившаяся погрешность), которое является следствием использования жесткой ОС, при формировании закона регулирования.

Пример работы П – регулятора рассмотрим на регуляторе типа БРУ – 11 (бесконтактный регулятор) аналогового типа, который формирует П – закон регулирования.

Принципиальная электрическая схема регулятора БРУ-11 (бесконтактное регулирующее устройство) приведена на рис. 27.

Рис 27. Регулятор типа БРУ-11

Электрическая измерительная схема регулятора БРУ – 11 содержит два моста: измерительный, который образован двумя сопротивлениями R_З и R_Д и мост ОС, образованный сопротивлениями R_ОС и R_РП.

Сопротивление R_З является задатчиком, т. е. напряжение U_З, снимаемое с R₃, пропорционально заданному значению регулируемого параметра. Сопротивление R_Д встроено в измерительный прибор и напряжение U_Д, снимаемое с этого потенциометра, пропорционально текущему значению регулируемого параметра. На выходе моста формируется сигнал рассогласования ε(τ)=U_З-U_Д, этот сигнал выделяется на сопротивлении R₁. Сопротивление R_ОС встроено в ИМ, который перемещает РО: U_ОС=U_РП-U_ИМ.

На выходе моста ОС формируется напряжение ОС U_ОС=U_РП-U_ИМ

U_ИМ пропорционально по положению вала ИМ.

Этот сигнал формируется на сопротивлении R₂. Потенциометр R₂ выполняет роль формирования коэффициента передачи и с этого сопротивления снимается сигнал, пропорциональный сигналу ОС (U_ОС), умноженный на коэффициент передачи. На выходе усилителя формируется результирующий сигнал ∆U= ε(τ)-K_РU_ОС, усиливаемый усилителем до 36÷40 В.

Далее этот сигнал усиливается пускателем бесконтактным реверсивным (ПБР) до величины, достаточной для срабатывания двигателя ИМ, до ≈220 В.