Время регулирования

Перерегулирование.

Для переходных процессов регулирования без остаточного отклонения регулируемой величины от заданного значения перерегулирование y_а называют отношение амплитуды колебаний А₂ второго полупериода к амплитуде А ₁ первого полупериода (рис. 59, а). Отношение это выражается в процентах величины А ₁:

Для переходных процессов с остаточным отклонением регулируемо величины от заданного значения перерегулированием y _ст называют отношение максимального отклонения регулируемой величины от нового установившегося значения А¢₁ = А₁ ‑ j_ост к остаточному отклонению j_ост регулируемой величины j. Отношение это выражается уравнением

Величины перерегулирования y_а или y _ст характеризуют степень колебательности переходного процесса регулирования.

Колебательность переходного процесса характеризуется также число колебаний регулируемой величины за время регулирования t_P. Этот показатель важен в тех случаях, когда к переходному процессу предъявляются условия, ограничивающие число колебаний за время регулирования.

Изменяя параметры настройки регулятора при любом законе регулирования, можно получить различное перерегулирование: от нуля при апериодическом переходном процессе до 100 % при незатухающем колебательном переходном процессе и даже свыше 100 % при расходящемся колебательном переходном процессе.

Чем больше перерегулирование и чем более колебателен переходный, процесс, тем он продолжительнее. Но следует иметь в виду, что чем больше перерегулирование, тем меньше первая амплитуда колебаний А₁в переходном режиме; при этом, естественно, увеличивается амплитуда А₂ отклонения регулируемой величины в противоположном направлении.

Выбирая необходимую величину перерегулирования, следует исходить из условий оптимальности ТП, т.е. из условий целесообразности меньших максимальных отклонений регулируемой величины при более колебательном и длительном переходном процессе регулирования или односторонних отклонениях с большей максимальной амплитудой, но при более быстром возвращении регулируемой величины к заданному значению.

Одним из основных показателей качества переходного процесса регулирования является время регулирования t_P, определяющее продолжительность переходного процесса.

Процесс регулирования охватывает период времени t_P с момента появления возмущения, вызывающего отклонение регулируемой вели­чины от заданного значения, до возвращения ее регулятором к установив­шемуся заданному значению. Теоретически переходный процесс регулирования продолжается неограниченно долго, однако практически считают, что переходный процесс регулирования заканчивается в тот момент вре­мени, когда отклонение регулируемой величины от заданного значения становится (и остается) меньше зоны нечувствительности регулятора.

Время t_P зависит от динамических свойств регулируемого объекта, принятого закона регулирования и значений параметров настройки регулятора.

Воздействие регулятора на объект обычно характеризуется не абсолютным значением t_P, а его отношением к времени t регулируемого объекта.

При любом законе регулирования продолжительность переходного процесса в зависимости от параметров настройки регулятора может быть различной. Однако t_P не может быть меньше определенного значения, минимального для регулятора данного типа. Это минимальное время t_P,_min свойственно так называемым апериодическим переходным процессам регулирования. Во всех других процессах, в затянутом апериодическом или сходящихся колебательных и время регулирования t_P увеличивается.

Желательно, чтобы при прочих равных показателях качества регулирования переходный процесс был как можно менее продолжительным. Однако если возмущения в условиях эксплуатации возникают с высокой частотой через интервалы времени, меньшие t_P, то переходные процессы не успевают закончиться, и тогда имеет место длительное отклонение регулируемой величины от заданного значения.