И – закон регулирования
Структурная схема этого закона представлена на рис. 50.
| Рис. 50. Структурная схема САР |
mрег=f(j) – закон регулирования (закон перемещения регулирующего органа).
Основные элементы регулятора: измерительное устройство И.У., элемент сравнения Э.С.; усилитель У.У.; исполнительный механизм И.М. Они соединены в регуляторе последовательно, поэтому для получения передаточной функции регулятора необходимо знать передаточные функции этих элементов, считая их простейшими.
1. И.У. Это датчик для измерения параметра j (давление, температура, уровень и т.п.). Будем считать его пропорциональным элементом.
Тогда 
, где kИУ – коэффициент усиления измерительного устройства. Передаточная функция: 
.
2. Э.С. В элементе сравнения происходит сложение сигналов от датчика и задатчика с учетом знаков и вырабатывается сигнал рассогласования.
.
Передаточная функция элемента сравнения будет
.
3. У.У. Усилитель предназначен для усиления слабого сигнала Dy в мощный сигнал s, который управляет работой исполнительного механизма, поэтому будем считать его пропорциональным элементом. Тогда уравнение У.У. будет
,
где kУУ – коэффициент усиления управляющего устройства (У.У.). Передаточная функция усилителя
.
4. И.М.Исполнительный механизм перемещает регулирующий орган (Р.О.). Чаще всего перемещение происходит с постоянной скоростью, так как он снабжен электродвигателем, имеющим постоянную скорость. Тогда И.М. можно отнести к идеальному интегрирующему элементу. Уравнение ИМ
,
а передаточная функция
.
Передаточная функция регулятора
.
Из последнего соотношения получаем уравнение регулятора в операторном виде
, (9.1)
из которого дифференциальное уравнение регулятора будет
. (9.2)
Решение этого уравнения дает закон регулирования
. (9.3)
Из этого уравнения следует, что перемещение регулирующего органа mрег пропорционально интегралу от измеряемой величины по времени t (И-закон). В литературе по автоматике этот закон описывают в виде
,
где Ти - время интегрирования; kр – коэффициент усиления регулятора.
Разгонная характеристика регулятора
| Рис. 51. Разгонная характеристика регулятора |
При j=const имеем
. (9.5)
Регулирующий орган перемещается с постоянной скоростью, (µрег - линейная функция времени), что и показывает разгонная характеристика.
При Ти®¥ регулирующий орган будет перемещаться с большой скоростью и быстро достигать своих крайних положений («открыт» или «закрыт»). В процессе регулирования регулирующий орган будет все основное время находиться в крайних положениях, то есть имеем позиционное регулирование (Пз- закон) как частный случай интегрального закона.
Достоинства И закона: точное регулирование в статических режимах (без статической ошибки).
Недостатки: плохие динамические свойства: большое динамическое отклонение А1 и время регулирования tр. Это связано с тем, что регулирующий орган непрерывно перемещается, пока не входит в пределы зоны нечувствительности регулятора.
Достоинства и недостатки можно увидеть на графике процесса регулирования, под которым понимается изменение регулируемого параметра j во времени при нанесении на объект возмущения.
| Рис. 52. Процесс регулирования с И-регулятором j0 – заданное значение параметра; Dнеч – зона нечувствительности регулятора; А1 – динамическое отклонение; tр – время регулирования |
Для улучшения динамических свойств регулятора необходимо регулирующий орган периодически останавливать в промежуточном положении, не давая ему непрерывно перемещаться. С этой целью вводятся обратные связи по положению регулирующего органа, которые изменяют закон регулирования.
Дата добавления: 2016-04-11; просмотров: 777;