Пропорционально-интегральные регуляторы - Автоматические регуляторы
Сравнение П-регуляторов и И-регуляторов показывает, что первые обладает преимуществом по динамическим свойствам и обеспечивают лучший переходный процесс регулирования; преимущество вторых - отсутствие статической ошибке, т. е. лучшие статические свойства.
ПИ - регулятор совмещает оба П и И регулятора. Таким образом, аналогично И-регулятору изодромный (от греческого Isos - равный, подобный; Dromos- бегущий) регулятор поддерживает постоянное значение регулируемой величины вне зависимости от нагрузки объекто, а при отклонении ее от заданного значения в начальный момент времени переместит регулирующий орган на величину, пропорциональную величине отклонения (как П-регулятор), затем продолжит перемещение регулирующего органа до исчезновения статической ошибке, т. е. приведет регулируемую величину к заданному значению.
ПИ-регулятор являются регуляторами косвенного действия. Принципиальная схема ПИ-регулятора гидравлического типа приведена на рис. 7.9.
В первоначальный период регулятор работает как пропорциональный. С увеличением регулируемой величины (давление P) поршень исполнительного механизма 7 и регулирующий орган 6 начнут перемещаться вверх. Поршень ИМ 7 соединем с точкой А рычага АВС не жестко (как у П регулятора), а через устройства изодрома, который состоит из цилиндра 9, заполненного маслом, поршня 8, жестко соединенного штоком с поршнем 7, игольчатого вентиля 12, установленного на линии перелива масла из полостей g и h и пружины 10, противодействующей перемещению точки А.
При сравнительно быстром перемещении поршня ИМ 7 цилиндр 9 и поршень 8 также перемещаются вверх, как одно целое, т. к. проходное сечение дросселя 12 невелико и масло не успевает перетечь из полости g в полость h. Точка А рычага АВС перемещается вверх, пружина 10 сжимается, а поршни золотникового устройства возвращается в исходное положение, прекращая подачу масла в цилиндр ИМ. Регулятор сработал как пропорциональный, но его действие на этом не закончилось. Сила пружины 10, приложенная к цилиндру 9 в точке А, заставит последний перемещаться вниз относительно неподвижного поршня 8; при этом масло из полости g начнет перетекать, через вентиль 12 в полость h. Точка А начнет опускаться вниз, точка В также опустится вниз и это приведет к дополнительному срабатыванию ИМ, т. е. к дополнительному перемещению РО вверх.
Действие регулятора прекратится, когда пружина 10 израсходует всю свою энергию, т. е. при достижение регулируемой величиной заданного значения. Естественно, что быстродействие изодромной составляющей регулятора будет зависеть от степени открытия вентиля 12.
Рис. 7.9 Принципиальная схема ПИ-регулятора косвенного дейсвия:
1-сильфон; 2-золотник; 3-вход масла под давлением; 4-вентиль; 5-слив масла; 6-регулирующий орган; 7-испольнительный механизам; 8-поршень; 9-цилиндр; 10-пружина; 11-задатчик; 12-игольчатый вентиль.
ПИ - регуляторы могут применять в тех случаях, когда необходима высокая точность регулирования, для объектов любой емкости как при наличии, так и при отсутствии самовыравнивания, при больших, но плавных изменениях нагрузки.
ПИ - регулятор действует быстрее, чем И-регуляторы, но медленнее, чем П-регуляторы.
Уравнение ПИ - регулятора имеет вид:
.
Передаточная функция ПИ-регулятора имеет вид:
Рис. 7.10 Характеристики ПИ-регулятора:
А-статическая; б-кривая разгона; в-кривые переходных прцессов; г-кривые вынужденные переходных процессов для ПИ - и И - регуляторов: 1-5 точки, характерзующие положение регулирующего органа; 6-10 - кривые переходных процессов.
Статическая характеристика ПИ-регулятора показана на рис. 7.10. Пусть регулятор настроен так, что при изменении регулируемой величины Y, составляющем от 20 до 80% шкалы, регулирующий орган перемещается из одного крайнего положения в другое (d =60%), и пусть система находится в начале в равновесном состоянии при Y=50% и m=50% (точки 1 и 2). Предположим, что регулируемая величина скачкообразно возросла до 60% шкалы (точка 3). Тогда вследствие воздействия пропорциональной составляющей регулятора положение регулирующего органа быстро изменится и достигнет примерно 68% своего хода (точка 4). Затем начнет медленно действовать узел изодрома, который возратит регулируемую величину к заданному значению (точка 5); действие регулятора прекратится при новом положении регулирующего органа (точка 5'), соответствующего примерно 73% хода. Поскольку в процесс работы регулятора предел пропорциональности не меняется, можно сделать вывод, что изодром как бы перемещает статическую характеристику параллельно самой себе (пунктирная линия).
Как видно из кривой разгона ПИ - регулятора (рис. 7.10,б), при скачкообразном возмущающем воздейтвии (резкое уменьшение регулируемой величины) в момент t0 регулирующий орган быстро перемещается на величину Dm под действием пропорциональной составляющей. Затем он будет продолжать перемещаться в том же направлении с постоянной скоростью (линии АВ) под действием изодромний составляющей. Если в схеме регулятора (см. рис. 7.9) дроссель изодрома 12 закрыт (TI), то регулятор работает как пропорциональный и его характеристикой является пунктирная линия АС на рис. 7.10,б. Чем больше открыт дроссель изодрома, т. е. чем меньше время изодрома TI , тем больше скорость перемещения регулирующего органа, т. е. тем круче линия АВ.
На рис 7.10,в изображены кривые вынужденных переходных процессов при различной настройке коэффициента усиления S1 и времени TI регулятора. Кривая 6 соответствует переходному процессу при слишком большом S1 Или при слишком малом TI. Время переходного процесса велико, колебания затухают медленно. Кривая 7 представляет оптимальной переходный процесс. Кривая 8 соответствует процессу при слишком малом коэффициенте усиления или слишком большом времени изодрома. Процесс апериодический, протекает медленно, регулируемая величина медленно возвращается к заданному значению.
Похожие статьи
-
Пропорциональный регуляторы - Автоматические регуляторы
Автоматические регуляторы, у которых отключение регулируемой величины от заданного значения вызывает перемещение регулирующего органа на величину,...
-
Интегральный регуляторы - Автоматические регуляторы
Автоматические регуляторы, у которых одному и тому же значению регулируемой величины могут соответствовать различные положения регулирующего органа,...
-
Позиционные регуляторы - Автоматические регуляторы
Автоматические регуляторы (АР), у которых регулирующий орган может занимать ограниченное число определенных положений, называются Позиционным ....
-
Дифференциальные регуляторы - Автоматические регуляторы
Дифференциальные регуляторы бывают двух видов ПД-пропорционально-дифференциальные и ПИД-пропорционально-интегрально-дифференциальные. Такие регуляторы...
-
Классификация регуляторов - Автоматические регуляторы
Автоматичекские регуляторы классифицируются по разным признакам. Например: - по виду регулируемого параметра: регуляторы давления, расход, уровня,...
-
Оценим склонность к колебаниям и быстродействие системы по виду кривой переходного процесса в при типовом единичном ступенчатом воздействии. В этом...
-
Основные показатели качества регулирования - Автоматические регуляторы
К автоматическим системам регулирования предъявляются требования не только по устойчивости процессов регулирования во всем диапазоне нагрузок на объект,...
-
Выбор типа регулятора - Автоматические регуляторы
Задача проектировщика состоит в выборе такого типа регулятора, который при минимальной стоимости и максимальной надежности обеспечивал бы заданное...
-
Экспериментальные методы настройки регулятора - Автоматические регуляторы
Для значительного числа промышленных объектов управления отсутствуют достаточно точные математические модели, описывающие их статические и динамические...
-
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...
-
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...
-
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...
-
Теория автоматического управления (ТАУ) -- научная дисциплина, предметом изучения которой являются информационные процессы, протекающие в автоматических...
-
При линеаризации коэффициент при текущем напряжении определяется как производная от напряжения управления. Подставляя сюда установившееся значение...
-
Системы автоматического регулирования, контроля и управления
Функциональные схемы систем автоматического регулирования, контроля и управления Под управлением понимают такую организацию процесса, которая...
-
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...
-
Данную систему управления можно отнести к: 1. дискретно-непрерывной 2. Динамической 4. Стационарной 5. одномерной 6. Стохастической Приведенная выше...
-
Определим запасы устойчивости по логарифмическим частотным характеристикам динамической системы, которые изображены на рисунке 26. Определим запас...
-
Построение кривой переходного процесса является в большинстве сл Учаев весьма трудоемкой операцией. Поэтому целесообразно использовать методы,...
-
Построение приборов для автоматического титрования
Построение приборов для автоматического титрования Все приборы для автомагического титрования характеризуются следующей обобщенной функциональной...
-
Расчет нелинейных систем автоматического управления
1. Задание для расчета нелинейной САУ Фазовый плоскость траектория автоколебание 1. Исследовать динамические режимы системы методом фазовой плоскости для...
-
По структурной схеме системы, приведенной на Рис. 6.1., составим математическую модель проектируемой системы для дальнейшего моделирования, которая...
-
Грузоподъемность не более Наибольшая погрешность позиционирования не более 20 кг ±10 мм. Наибольшие перемещения по степени подвижности не более: - по...
-
Для построения в MathCad переходной функции объекта управления с целью определения показателей качества необходимо записать передаточну функцию замкнутой...
-
Подбор оборудования ГРП, Подбор регуляторов давления (РД) - Проектирование системы газоснабжения
Подбор регуляторов давления (РД) Основные технические характеристики, применяемые в регуляторах давления, приведены в [1, табл. 7.13]. Если справочные...
-
Устройства для автоматической смены инструмента - Виды автоматизированных производств
Особенность многоцелевых станков с ЧПУ -- наличие устройств автоматической смены инструментов, основное назначение которых -- сокращение времени простоя...
-
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....
-
Расчет тока уставки группы №1. Установлена мощность ламп P1 = 8*100 =800 Вт. Рабочий ток I1 равняется: I1 = P1 / U = 800/ 220 =3,64 A Принимаем ток...
-
Устройство 1 - рамка магазинов металлических клеток, 2- суппорт, 3- бутылкодержатель, 5- коробка безопасности, 6 - пульт управления, 7 - направляющие...
-
Одним из основных элементов манипулятора является привод. В условиях повышенных требований к вакуумной гигиене широкое применение в качестве приводов...
-
Исследование временных характеристик Для того, чтобы исследовать динамические свойства системы, рассмотрим временные и частотные характеристики системы....
-
В ходе данной работы необходимо установить свойства системы автоматического управления, определить ее временные и частотные характеристики, а также...
-
Заключение, Список литературы - Анализ системы автоматического управления
Была проанализирована система дифференциальных уравнений. На основе анализа были составлены передаточные функции, на основании которых, была сформирована...
-
Принцип работы системы и функциональная схема САР В данной работе рассматривается система автоматического регулир Ования температуры воды в баке. Схема...
-
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...
-
Азотная кислота и главным образом ее природная соль - натриевая селитра известны с давних времен. В 778г. арабский ученый Гебер описал способ...
-
В процессе выполнения курсовой работы был произведен анализ САР температуры сушильного шкафа. В терминах передаточных функций были описаны все...
Пропорционально-интегральные регуляторы - Автоматические регуляторы