Регуляторы с обратной связью

В предыдущем разделе рассматривалась управляемая система – часть системы, предназначенная для регулирования посредством регулятора. В этом разделе рассматривается регулятор с обратной связью.

Регулятор – это устройство в системе с обратной связью, которое выполняет сравнение измеренного значения (фактическое значение) с требуемым значением, заданным значением, а затем рассчитывает и подает на выход регулирующую переменную.

В разделе выше показано, что в управляемых системах могут быть очень разные реакции. Существуют системы с быстрой реакцией, системы с очень медленной реакцией, а также системы со свойствами сохранения.

Для каждой из управляемых систем изменение регулирующей переменной y должно происходить по-разному. Поэтому существуют различные типы регуляторов, у каждого из которых имеется своя собственная реакция на регулирование. Задача инженера систем регулирования/управления заключается в том, чтобы выбрать регулятор с оптимальной реакцией на регулирование.

Реакция на регулирование

Реакция на регулирование – это способ, которым регулятор с обратной связью определяет регулирующую переменную исходя из отклонения системы.

ПИД-регулирование для управления двигателем

В промышленности чаще всего применяются стандартные линейные регуляторы. Передаточное отношение таких регуляторов может быть назначено компонентам П-, И- и Д, которые представляют собой три основные линейные целевые функции.

ПИД-регулятор является самым важным стандартным регулятором, так как он сочетает в себе лучшие характеристики регуляторов иного типа и очень высокую скорость и точность. Этот регулятор объединяет в себе пропорциональное, интегральное и дифференциальное поведение. Если в сигнале происходит скачок, то регулируемая переменная сначала демонстрирует поведение ПД, затем воздействие Д уменьшается, а воздействие I повышается в зависимости от времени. Характеристики соответствуют характеристикам отдельных блоков управления:

· Kp - компонента пропорционального воздействия ПИД-регулятора до двигателя

· Ki - компонента интегрального воздействия ПИД-регулятора после двигателя

· Kd - компонента дифференциального воздействия ПИД-регулятора до двигателя