Позиционное регулирование

Под регулированием (управлением) понимается алгоритм или функциональная зависимость, определяющая управляющее воздействие u (t) на объект в зависимости от ошибки - е, задания –g и возмущения -f:

u ( t ) = F ( е, g, f ).

Закон регулирования определяет вид этой зависимости без учёта инерционности элементов регулятора. Закон регулирования определяет основные качественные и количественные характеристики систем регулирования.

Законы регулирования бывают:

Ø линейные;

Ø нелинейные.

Среди нелинейных законов регулирования наибольшее распространение получили релейные (позиционные) законы. Существуют двухпозиционный, трехпозиционный и многопозиционные нелинейные законы регулирования.

Аналитически двухпозиционный закон регулирования записывается следующим образом:

Трехпозиционный закон регулирования имеет следующий вид:

На рис 1(а, б) представлены в графическом виде соответствующие релейные законы регулирования.

При трехпозиционном законе регулирования величина ошибки - е_Н определяет зону нечувствительности регулятора.

Применение релейных законов позволяет при высоком быстродействии получить такие результаты, которые невозможно осуществить с помощью линейных законов.

Релейные регуляторы выдают сигнал, который обеспечивает перемещение регулирующего органа в одно из фиксированных положений (позиций). Таких положений может быть два, три и более в зависимости от закона регулирования.

а б

Рис. 1. Релейные двухпозиционный (а) и трехпозиционный (б) законы регулирования

Регулирующий орган при двухпозиционном регулировании может занимать только одно определенное фиксированное положение, полностью открытое или полностью закрытое.

На рис. 2 представлены диаграммы двухпозиционного регулирования температуры с зоной нечувствительности. В верхней части дана кривая отклонения DУ регулируемой величины У (температуры) по времени от заданного значения (У _тin; У _тax), а в нижней - регулирующее воздействие – u или положение регулирующего органа (закрыто – открыто). Промежуток D между нижним У _тin и верхним У _тax пределами регулируемой величины, при которых регулятор не срабатывает, называется зоной нечувствительности.

Переход системы от одного установившегося режима к другому при каких-либо входных воздействиях называется переходным процессом. Переходный процесс АСР при двухпозиционном регулировании будет автоколебательным. Амплитуда колебаний в регулируемых объектах без запаздывания будет практически равна нечувствительности регулятора.

Рис. 2. Диаграммы двухпозиционного регулирования