3.1.3.2. Непрерывные законы регулирования

Непрерывные законы регулирования это такие, в которых непрерывному изменению входной величины y соответствует непрерывное изменение выходного, управляющего воздействия регулятора U.

К регуляторам с непрерывными законами относятся - пропорциональный (П), интегральный (И), дифференциальный (Д), и их комбинации: пропорционально-интегральный (ПИ), пропорционально-дифференциальный (ПД) и пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД). В соответствии с этими законами, непрерывные промышленные регуляторы обозначаются как П-регулятор, ПИ-регулятор, ПД-регулятор и ПИД-регулятор.

3.1.3.2.1. Пропорциональный закон регулирования (п-регулятор)

Ответ(1,5балла)21(неуверен)

У таких регуляторов связь между выходной и входной величинами описывается уравнением:

ΔU=Kp·Δy , (3.7)

при условии, что регулятор на выходе имеет величину U=0, если

Δy = 0.

Переходной процесс, соответствующий данному закону регулирования, представлен на рис.3.8.

П-регулятор при отклонении регулируемой величины Δy от заданного значения y₀=y_зад, скачком пропорционально изменяет регулирующее воздействие на величину ΔU.

Параметром настройки П-регулятора является коэффициент передачи Кр=ΔU/Δy и означает на сколько процентов регулятор перемещает регулирующий орган при отклонении регулируемой величины y от заданного значения yзад на Δy=1 ед. измерения.

Пример, при значении Кр=15%/1атм., т.е. при отклонении давления от заданного на величину ΔР=1атм, регулятор переместит регулирующий орган на 15%.

Вывод: П-регуляторы в основном используются на объектах, где допускается остаточное отклонение регулируемой величины.

3.1.3.2.2. Интегральный закон регулирования (и-регулятор)

Ответ(2балла)(12(2))

Данный тип регулятора устанавливает значение регулирующего воздействия от отклонения регулируемой величины в соответствии с уравнением:

, (3.8)

где Кри – коэффициент передачи И-регулятора по скорости, характеризует скорость формирования выходного сигнала dU/dt регулятора, определяющего скорость перемещения регулирующего органа, при отклонении регулируемой величины ∆у.

Так из выражения (3.8) следует:

dΔU/dt=Кри·Δy, (3.9)

Следовательно, Кри отображает скорость перемещения регулирующего органа при отклонении y от yзад на 1 ед. измерения.

Пример: Если коэффициент передачи равен Кри = (10%/мин/1атм) – это значит, если изменить давление на 1 атм. от заданного значения, то регулятор будет перемещать РО со скоростью 10% в минуту до крайнего (максимального) положения.

Коэффициент передачи Кри является единственным параметром настройки И-регулятора.)

Переходная характеристика И-регулятора приведена на рис. 3.9.

Пояснение. Коэффициент передачи может быть представлен как Кри=1/Ти, где Ти – параметр характеризующий постоянную времени интегрирования и равен времени, в течение которого с момента поступления на вход регулятора сигнала ошибки Δy сигнал на выходе И-регулятора достигнет значения соответствующего значению входного сигнала.

Следовательно, по истечении времени τ =Ти = τи-τ₀ значение выходного сигнала станет равным входному U01=y₀₁.

Из уравнений (3.8) и (3.9) следует, что величина отклонения регулируемой величины Δy будет влиять лишь на скорость перемещения регулирующего органа и определяться значением tgα=Δy/Ти=du/dτ.

Установившееся положение РО (скорость du/dτ=0) возможно лишь при Δy=0, т.е. когда статическая ошибка равна нулю.

И-регуляторы являются астатическими регуляторами и осуществляют перемещение РО пропорционально интегралу отклонения регулируемой величины до тех пор, пока не восстановится ее заданное значение.

Вывод: Достоинством И-регуляторов является их способность регулировать без остаточного отклонения регулируемой величины от заданного значения, а недостатком – невысокая скорость регулирования. Они могут быть использованы для объектов обладающих самовыравниванием, так как АСР с объектом без самовыравнивания является неустойчивой..

И-регуляторы обычно применяются в комплекте с регуляторами, формирующими другие законы регулирования.