Типовые алгоритмы регулирования, типовые регуляторы и их динамические характеристики.
Основными функциями типового регулятора являются усилениесигнала рассогласования и формирование корректирующих сигналов от ошибки, ее производной и интеграла ошибки. Различают несколько разновидностей регуляторов в зависимости от алгоритма формирования корректирующего сигнала: пропорциональный (П-регулятор), интегральный (И-регулятор), пропорционально-интегральный (ПИ-регулятор), пропорционально-дифференциальный (ПД-регулятор), пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД-регулятор). Опишем характеристики и параметры настройки типовых регуляторов. • П-регулятор имеет статическую линейную характеристику, печаточная функция его равна кр. П -регулятор безынерционно реагирует на ступенчатое воздействие. • И-регулятор имеет передаточную функцию вида
где Т — постоянная времени интегрирования. На входной единичный ступенчатый сигнал И-регулятор реагирует линейным сигналом, причем за время Т выходной сигнал достигает единицы. • ПИ-регулятор имеет двухпараметрическую передаточную функцию вида
где кр, Ти — коэффициент передачи и время изодрома соответственно. ПИ-регулятор является астатическим регулятором, он совмещает в себе свойства П- и И-регуляторов, его реакция на единичное воздействие представляется мгновенным скачком величины кр и последующим линейно растущим сигналом с наклоном Ти/кр. • ПД -регулятор имеет передаточную функцию вида
где к, Т — коэффициент передачи и время упреждения соответственно, ПД-регулятор в стационарном режиме ведет себя как пропорциональное звено, но при изменении входного сигнала вырабатывает дополнительную составляющую, соответствующую производной от входного сигнала. Переходная функция регулятора приведена на рис. 5.3, а.
• ПИД -регулятор имеет трехпараметри-ческую передаточную функцию вида
где кр, Г, ТИ — коэффициент передачи, время упреждения и время изодрома соответственно. Структурная модель ПИД-регулятора может быть представлена и в мультипликативной форме
Переходная функция регулятора приведена на рис. 5.3, б. Логарифмическая амплитудная частотная характеристика ПИД-регулятора имеет симметричный вид относительно своей среднечастотной части, наклон в низкочастотной части составляет —20 дБ/дек и 20 дБ/дек в высокочастотной части характеристики, средние частоты подавляются.
|
