Пропорционально-интегральные регуляторы. Пропорционально-интегральные регуляторы (ПИ-регуляторы) производят перемещение регулирующего органа пропорционально отклонению и интегралу от отклонения

Пропорционально-интегральные регуляторы (ПИ-регуляторы) производят перемещение регулирующего органа пропорционально отклонению и интегралу от отклонения регулируемой величины, т.е.

; (1-75)

отсюда

, (1-76)

т.е. скорость перемещения регулирующего органа пропорциональна отклонению и скорости изменения регулируемой величины.

В этих выражениях постоянная времени интегрирования – Т_и – (называемая также временем изодрома), характеризует степень ввода в закон регулирования интеграла, причем при Т_и®¥ ПИ-регулятор превращается в П-регулятор, а при к_р и Т_и®0, но так чтобы , исходный ПИ-регулятор превращается в И-регулятор.

Как следует из (1-75), (1-76), ПИ-регулятор можно представить в виде параллельно соединенных усилительного и интегрирующего звеньев, на вход которых подается ошибка рассогласования – z(t), а выходы звеньев складываются (рис. 1 – 50).

Передаточная функция регулятора имеет вид:

. (1-77)

Комплексно-частотная характеристика регулятора:

(1-78)

представляется в виде прямой, проведенной в четвертом квадранте комплексной плоскости параллельно мнимой оси на расстоянии к_р от нее (рис. 1 – 51).

Переходная характеристик регулятора:

, (1-79)

представленная на рис. 1 – 52, в первый момент времени после единичного возмущения изменяется скачкообразно на величину к_р, а затем регулирующий орган перемещается с постоянной скоростью, пропорциональной интегралу от отклонения регулируемой величины, причем угол наклона прямой переходного процесса к оси времени будет тем больше, чем меньше постоянная времени интегрирования Т_и.

В промышленных условиях ПИ-регуляторы реализуются в виде регуляторов непрямого действия по схеме на рис. 1 – 49.

Отличие этой структуры от П-регулятора будет только в виде передаточной функции обратной связи, т.к. передаточная функция регулятора определяется (при коэффициенте усиления по прямому каналу ®¥) передаточной функцией обратной связи т.е.

. (1-80)

Поэтому отрицательная обратная связь ПИ-регулятора реализуется в виде реального дифференциального звена (§ 1-7)

и называется упругой обратной связью.

ПИ-регуляторы получили в настоящее время наибольшее распространение, т.к. они не имеют недостатков рассмотренных ранее П и И-регуляторов.