2015-03-07
1556
На вход регулятора в замкнутых САР поступает информация об отклонении регулируемой величины от заданного значения (рис.3.6.1).
g(t) e(t) u(t)
|
Рис.3.7.1 Входной и выходной сигналы регулятора
1) Регулятор, вырабатывающий управляющее воздействие, пропорциональное отклонению регулируемой величины от заданного значения называется пропорциональным П-регулятором.
Уравнение динамики П-регулятора имеет вид:
Передаточная функция регулятора:
,
где 
коэффициент передачи (настроечный параметр П- регулятора).
t
Рис.3.7.2 Переходная характеристика П-регулятора
Из графика переходной функции следует, что П-регулятор мгновенно вырабатывает управляющее воздействие и поддерживает его постоянным.
Достоинство: высокое быстродействие.
Недостаток: при П-законе в системе остаётся статическая ошибка регулирования.
3) Регулятор, вырабатывающий управляющее воздействие пропорционально интегралу от отклонения регулируемой величины от заданного значения называется интегральным И-регулятором.
|
|
|
Уравнение динамики И-регулятора имеет вид:
Передаточная функция:
,
где
постоянная времени интегрирования (настройка регулятора).
h
t
Рис.3.7.3 Переходная характеристика И-регулятора
Недостаток: Быстродействие ниже, чем при П-законе.
Достоинство: Полностью устраняет ошибку регулирования.
3) Регулятор, вырабатывающий управляющее воздействие пропорционально отклонению регулируемой величины от заданного значения и скорости изменения этого отклонения называется пропорционально-дифференциальным ПД-регулятором.
Уравнение динамики ПД-регулятора имеет вид:
Передаточная функция:
,
где
коэффициент передачи и постоянная дифференцирования соответственно (настроечные параметры регулятора).
h(t)
Kp
t
Рис.3.7.4 Переходная функция ПД-регулятора
В начальный момент времени действует мощное регулирующее воздействие дифференциальной составляющей, что является упреждающим воздействием на отклонение регулируемой величины, и уменьшает колебательность переходного процесса (достоинство ПД-регулятора). Затем остаётся постоянным влияние П-составляющей, что приводит к увеличению быстродействия процесса регулирования (достоинство ПД-закона).
Недостаток: отсутствие интегральной составляющей приводит к наличию ошибки регулирования. То есть регулируемая величина не достигает заданного значения.
4)Регулятор, вырабатывающий регулирующее воздействие пропорционально отклонению регулируемой величины от заданного значения и интегралу от этого отклонения называется пропорционально-интегральным (ПИ-регулятором).
|
|
|
Уравнение динамики ПИ-регулятора имеет вид:
Передаточная функция:
где
коэффициент передачи и постоянная времени интегрирования соответственно.
h(t)
 |
Kp
t
Рис.3.7.5 Переходная функция ПИ-регулятора
Достоинство: быстродействие за счёт П-составляющей, устраняется ошибка регулирования за счёт И-составляющей.
Недостаток: Возможная колебательность переходного процесса, так как регулятор не упреждает отклонения регулируемой величины от заданного значения. Последнее возможно лишь при наличии Д-составляющей.
4)Регулятор, вырабатывающий регулирующее воздействие пропорциональное отклонению регулируемой величины от заданного значения, скорости и интегралу от этого отклонения называется пропорционально-интегрально-дифференциальным (ПИД-регулятором).
Уравнение динамики ПИД-регулятора имеет вид:
Передаточная функция регулятора:
где
коэффициент передачи, постоянная времени интегрирования, постоянная времени дифференцирования соотвественно (настройки регулятора).
 |
h(t)
Kp
t
Рис.3.7.6 Переходная функция ПИД-регулятора
С помощью данного регулятора можно реализовать любой типовой закон регулирования из рассмотренных ранее.
Очевидно, что данный регулятор обладает достоинствами всех предыдущих законов регулирования.
