Дифференциальные регуляторы - Автоматические регуляторы
Дифференциальные регуляторы бывают двух видов ПД-пропорционально-дифференциальные и ПИД-пропорционально-интегрально-дифференциальные.
Такие регуляторы целесообразно применять в тех случаях, когда нагрузка объектов регулирования изменяется часто и быстро, а запаздывания велики. Уравнение ПИД-регулятора имеет вид:
.
Здесь S2 - параметр настройки регулятора, учитывающий скорость изменения регулируемой величины по времени.
Передаточная функция ПИД-регулятора имеет вид:
.
Дифференциальные регуляторы называются Регуляторами с предварением. Сущность предварения (без учета запаздывания) закляючается следующим.
Пусть регулируемый параметр Y изменяется по экспоненте 1 (рис. 7.11,а). Первая производная от параметра (кривая 2) представляет собой тангенс угла наклона к касательной к соответствующей точке экспоненты 1 и имеет максимальное значение в начальный момент, когда параметр только начинает изменяться, а в момент T1, когда изменение прекращается, равно нулю.
Рис. 7.11. Характеристики регулятора с предваринием:
А-переходный процесс (1) и его производная (2); б, в-варианты перемешения регулирующего органа; I-для П регулятора; II-для Д регулятора.
Эффект предварения можно определить так. Если регулируемая величина Y (рис.7.11,б) изменит свое значение на величину А, то выходной сигнал регулятора m, подаваемый на регулирующий орган, будет иметь характер, соответствующий сплошной кривой. Для сравнения пунктиром показано действие П-регулятора. В процессе регулирования в регуляторах с предварением происходит как бы изменение пределов пропорциональности. Причем вначале это отклонение резкое, а затем оно приходит к настроечному значению.
При непрерывном изменении регулируемой величины У, Начиная с момента времени T0 (рис.7.11,в), регулирующий орган П-регулятора будет перемещаться согласно пунктирной прямой I, а у Д-регулятора - согласно сплошной линии II. Регулятор как бы предваряет ожидаемое отклонение параметра. Время предварения tП определяет относительную величину дополнительного сигнала по производной (оно связано с настроечным параметром) и настраивается обычно в пределах от 0,1 до 1 мин.
Действие регулятора с предварением рассматривается на примере регулирования температуры в объекте управления, где в качестве теплоносителя используется горячий газ (рис. 7.12,а).
Рис. 7.12 Принципиальная схема регулятора с предварением (а) и график переходных процессов ПИ и ПИД регуляторов(б):
ОР-объект регулирования; 1-3 - термопара; r - реостат задатчика; ЭУ-усилитель; РД - реверсивный двигатель; РО - регулирующий орган.
Устройство, осуществляющее действие с предварением, состоит из тех термопар 1, 2, 3, которые являются чувствительным элементом регулятора. Термопары 1 и 2 включены последовательно (их термо ЭДС складывыаются), а термопара 3 включена встречно (ее термо ЭДС вычитается из суммы двух первых). Масса горячего спая термопары 3 значительно больше массы спаев каждой из первых двух. В состоянии теплового равновесия все три спая имеют одинаковую температуру и развываю равную ТЭДС. Общая ТЭДС такой батареи будет равна ТЭДС одной из термопар 1 или 2.
Если регулируемая температура T в объекте управления начнет изменяться с определенной скоростью, то ТЭДС первых двух термопар с одинаковой скоростью будут отражать эти изменения, а изменение ТЭДС термопары 3 будет отставать от первой и второй тем больше, чем больше различие масс горячих спаев термопар 1 и 2, с одной стороны, и термопары 3 - с другой, а также, чем больше скорость изменения температуры.
Таким образом, термопара 1 вырабатывает сигнал, пропорциональный самой регулируемой величине (температуре T), а термопары 2 и 3 - сигнал, пропорциональный сорости ее изменения (T).
Результирующая ТЭДС всех трех термопар U сравнивается с падением напряжения UО на сопротивлении R задатчика, которое пропорционально заданному значению регулируемой величины. Термобатарея из трех термапар и источник питания UЗ задатчика вклячены встречно. При нарушении температурного режима в объекте на вход электронного усилителя ЭУ поступает сигнал Du = uО - U, причем в первый момент величина сигнала значительна и реверсивный двигатель РД интенсивно перемещает РО, резко изменяя подачу теплоносителя, а затем, когда сигнал Du, достигнув максимума, начнет уменьшатся, реверсивный двигатель начнет плавно перемещать РО в другую сторону, уменьшая подачу теплоносителья и приводя параметр к заданному значению.
На рис. 7.12,б показан график переходных процессов для ПИ и ПИД законов регулирования.
Похожие статьи
-
Пропорционально-интегральные регуляторы - Автоматические регуляторы
Сравнение П-регуляторов и И-регуляторов показывает, что первые обладает преимуществом по динамическим свойствам и обеспечивают лучший переходный процесс...
-
Основные показатели качества регулирования - Автоматические регуляторы
К автоматическим системам регулирования предъявляются требования не только по устойчивости процессов регулирования во всем диапазоне нагрузок на объект,...
-
Пропорциональный регуляторы - Автоматические регуляторы
Автоматические регуляторы, у которых отключение регулируемой величины от заданного значения вызывает перемещение регулирующего органа на величину,...
-
Экспериментальные методы настройки регулятора - Автоматические регуляторы
Для значительного числа промышленных объектов управления отсутствуют достаточно точные математические модели, описывающие их статические и динамические...
-
Выбор типа регулятора - Автоматические регуляторы
Задача проектировщика состоит в выборе такого типа регулятора, который при минимальной стоимости и максимальной надежности обеспечивал бы заданное...
-
Интегральный регуляторы - Автоматические регуляторы
Автоматические регуляторы, у которых одному и тому же значению регулируемой величины могут соответствовать различные положения регулирующего органа,...
-
Классификация регуляторов - Автоматические регуляторы
Автоматичекские регуляторы классифицируются по разным признакам. Например: - по виду регулируемого параметра: регуляторы давления, расход, уровня,...
-
Позиционные регуляторы - Автоматические регуляторы
Автоматические регуляторы (АР), у которых регулирующий орган может занимать ограниченное число определенных положений, называются Позиционным ....
-
Выбор канала регулирования - Автоматические регуляторы
Одним и тем же выходным параметром объекта можно управлять по разным входным каналам. При выборе нужного канала управления исходят из следующих...
-
Важнейшим с точки зрения теории управления свойством является самовыравнивание объекта. Если объект управления не обладает самовыравниванием, перед...
-
Любой технологический процесс, протекающий на каком-либо объекте, можно характеризовать одним или несколькими параметрами. Эти параметры процесса в...
-
Оценим склонность к колебаниям и быстродействие системы по виду кривой переходного процесса в при типовом единичном ступенчатом воздействии. В этом...
-
Принцип работы системы и функциональная схема САР В данной работе рассматривается система автоматического регулир Ования температуры воды в баке. Схема...
-
Методы настройки двухсвязных систем регулирования - Автоматические регуляторы
Из общего числа систем регулирования около 15% составляют двухсвязные системы регулирования (рис.11). В таких системах даже при наличии устойчивой...
-
Для исследования точности рассмотрим реакцию системы на типовое воздействие вида "Ступенька". Данное воздействие является одним из наиболее сложных для...
-
В САР поддержание заданного значения регулируемого параметра или изменение его по определенному закону обеспечивается аппаратурными средствами, имеющие...
-
Система автоматического управления это - комплекс устройств, предназначенных для автоматического изменения одного или нескольких параметров объекта...
-
Системы автоматического регулирования, контроля и управления
Функциональные схемы систем автоматического регулирования, контроля и управления Под управлением понимают такую организацию процесса, которая...
-
Анализ теплофизических характеристик радиопоглощающих полимерных материалов проводили с применением методов дифференциально-термического (ДТА) и...
-
Согласно (2.6) передаточная функция регулятора скорости имеет вид: ,(2.14) Где ; - коэффициент усиления регулятора скорости. (2.15) ЛАЧХ корректирующего...
-
Описание функциональной схемы Рис 1. САР температуры сушильного шкафа Данная САР предназначена для управления температурой сушильного шкафа. Значит,...
-
Исследование одноконтурной САР на основе практических методик ее настройки Цель работы: освоение практических методик идентификации объектов управления и...
-
Для подтверждения данных, полученных методом исследования опытных сплавов по кольцевой пробе, был использован метод дифференциального термического...
-
Данную систему управления можно отнести к: 1. дискретно-непрерывной 2. Динамической 4. Стационарной 5. одномерной 6. Стохастической Приведенная выше...
-
По числу входных управляющих воздействий и выходных переменных ОУ по каналу "GТ - Тв" является Одномерным (одноканальным) , поскольку имеет один...
-
Автоматические средства контроля - Средства для измерения и контроля линейных размеров
Средства активного контроля позволяют устранить влияние на обрабатываемое изделия различных факторов : износ режущего инструмента, тепловые деформации,...
-
Введение - Цифровая система автоматического регулирования температуры воды в баке
Проблема автоматизации в различных отраслях народного хозяйства является в настоящее время одной из ключевых и ее решение относится к одному из...
-
Расчет нелинейных систем автоматического управления
1. Задание для расчета нелинейной САУ Фазовый плоскость траектория автоколебание 1. Исследовать динамические режимы системы методом фазовой плоскости для...
-
Для обеспечения требуемых статических и динамических параметров определим требуемую структуру системы. Поскольку необходимо регулировать мощность...
-
В процессе выполнения курсовой работы был произведен анализ САР температуры сушильного шкафа. В терминах передаточных функций были описаны все...
-
Для определения устойчивости замкнутой системы с ПИ-регулятором согласного критерию Найквиста записывают передаточную функцию разомкнутой системы...
-
Введение - Автоматическая система регулирования температуры сушильного шкафа
Совершенствование технологий и повышение производительности труда во всех отраслях промышленности относится к важнейшим задачам технического прогресса....
-
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСЛОВИЙ РАБОТЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ - Надежность систем автоматизации
Автоматические системы, а также их отдельные элементы при эксплуатации находятся под воздействием различных факто-ров, которые будем называть нагрузками....
-
Выбор и описание датчиков и регуляторов, Потенциометр - Технологический процесс сушильного барабана
Потенциометр Датчики активного сопротивления чаще всего встречаются в виде реостатов, полупроводниковых и проволочных преобразований. В качестве...
-
Для построения в MathCad переходной функции объекта управления с целью определения показателей качества необходимо записать передаточну функцию замкнутой...
-
Изучение частотных характеристик типовых динамических звеньев систем автоматического управления
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ИССЛЕДОВАНИЕ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТИПОВЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ЗВЕНЬЕВ САУ Передаточный автоматический система частотный Целью настоящей...
-
Термогравиметрия (ТГ) или термогравиметрический анализ (ТГА) - один из основных методов в термическом анализе. Прибор для ТГ - термовесы построен на...
-
При линеаризации коэффициент при текущем напряжении определяется как производная от напряжения управления. Подставляя сюда установившееся значение...
-
По ходу плавки в электродуговую печь требуется подавать различное количество энергии. Менять подачу мощности можно изменением напряжения или силы тока...
-
На структурной схеме системы электропривода регулятор скорости с передаточной функцией (2.6) выглядит следующим образом (рисунок 2.3): Uз U UAR - UR...
Дифференциальные регуляторы - Автоматические регуляторы