Техническая реализация аналогового П-регулятора и физическая суть появления остаточного отклонения

В установившемся состоянии сигнал рассогласования (ε (τ)=0) – это означает, что действительное значение регулируемого параметра равно заданному значению. При этом соблюдается условие: U_ОС=U_РП-U_ИМ=0. Контур находится в установившемся состоянии.

В момент времени τ=0 увеличиваем заданное значение U_З задатчиком. В этот момент в связи с тем, что регулируемый параметр обладает инерционностью с запаздыванием и величина U_Д остается постоянной, значит на выходе измерительного моста появляется сигнал рассогласования, что приводит к образованию сигнала ∆U, который усиливается и регулятор дает команду ИМ на движение (направление определяется знаком отклонения). При движении ИМ у нас изменяется напряжение, которое мы снимаем с реостата ИМ, это сигнал ОС и в определенный момент этот сигнал, умноженный на K_Р, будет равен сигналу рассогласования. Компенсация сигнала рассогласования осуществляется сигналом жесткой ОС по положению вала ИМ. Величина угла поворота вала ИМ для компенсации сигнала рассогласования определяется заданной величиной K_Р.

После поворота вала ИМ на определенный угол, заданный коэффициентом передачи, ИМ остановится, хотя регулируемая величина при управляемом процессе даже еще не начала изменяться. По прошествии определенного времени, которое определяется динамическими параметрами объекта, регулируемая величина начинает изменяться и приближаться к заданному значению. Сигнал рассогласования станет уменьшаться, значит снова появится напряжение ∆U (со знаком -) полярность которого будет противоположна первоначальному, этот сигнал усиливается и ИМ пойдет в обратном направлении. По мере движения ИМ в обратном направлении, скорость изменения сигнала рассогласования начнет замедляться.

Регулируемая величина, приближаясь к заданному значению, при обратном движении ИМ начинает замедляться, уменьшая потенциальную составляющую управления и в конце концов установится состояние, когда будет оставшийся сигнал рассогласования скомпенсирован U_ОС. Т.е. регулируемая величина не достигнет заданного значения (остаточное отклонение).

Для того, чтобы ликвидировать эту установившуюся погрешность, необходимо соответствующим образом изменить сигнал ОС, это можно сделать, переместив движок реостата ручной перестановки R_ПР в нужном направлении. Сигнал ОС уменьшится, на выходе появится сигнал ∆U, под действием которого регулятор переместит вал ИМ дополнительно на определенный угол, чтобы компенсировать эту ошибку. Для устранения остаточного отклонения нужно вмешательство технологического персонала (переместить R_ПР).