Методика выбора закона регулирования

При выборе типа регулятора необходима прежде всего необходимо определить характер действия: непрерывный(П, ПД, ПИ, ПИД) или прерывистый(ПЗ)

Основным показателем для этого выбора явл отношение времени запаздывания к постоянной времени объекта.

Чем больше это отношение тем труднее обеспечить регулирование.

Применять Пз-регулятор можно в тех случаях, когда отклонение параметра в процессе регулирования не превышает допустимых пределов.

Пз-регулятор выбирается в том случае, если объект обладает большой ёмкостью и малым запаздыванием, причём нагрузка объекта должна быть постоянной и мало изменяющейся.Кроме того может возникнуть ограничение использования по технологическим причинам.

П-регулятор считается оптимальным с точки зрения быстродействия, но при этом он уступает по точности ПИ и ПИД регуляторам из-за статической ошибки.

Уменьшить статическую ошибку можно за счет увеличения коэф усиления, но это приводит к неустойчивости системы.

Кроме того статическая ошибка зависит и от запаздывания в объекте, чем оно больше, тем больше ошибка.

Кроме того на работу П-регулятора влияет уменьшение нагрузки, поэтому П-регулятор применяется в объектах с малым запаздыванием с небольшими изменениями в нагрузке при условии, что не требуется высокая точность регулирования, в основном это системы регулирования уровня.

ПИ-регулятор можно применять в объектах с большими ёмкостями и запаздыванием, но медленно изменяющейся нагрузкой. С помощью ПИ-регулятора можно получить любой переходной процесс из числа оптимальных.

ПИД-регулятор применяется при больших запаздываниях и больших изменениях нагрузки, но при этом может увеличиться динамическая ошибка. Для её уменьшения увеличивают коэф усиления.

 

Расчет настройки регулятора

Исходными данными для расчета настроечных параметров регулятора являются динамические характеристики объектов(передаточная функция и желаемый вид переходного процесса)

Расчитать настроечные параметры можно либо с помощью номограмм и упрощенных формул.

Наиболее точным методом расчета настроечных параметров явл метод расширенных частотных характеристик.

 

В отличии от формульного метода, метод расчета по номограммам позволяет более точно определить настройки регулятора, т.к. учитывает наличие нелинейной зависимости между параметрами настройки регулятора и величиной отношения.

Существуют номограммы для расчета настроек ПИ и ПИД-регуляторов для объектов первого и второго порядков с запаздыванием.

Дискретные САР

В дискретных системах используют дискретный способ передачи и преобразования сигнала и описывается дискретными функциями времени.

Общим для непрерывных и дискретных систем явл. одинаковые принципы управления (по возмущению, отклон)

С увеличением частоты дискретного сигнала, дискретное управление приближается к непрерывному.

Классификация дискретных систем

В технических системах применяют 2 способа передачи информации: непрерывный и дискретный

При непрерывном способе передачи инф-ии передается каждое мгновенное значение сигнала, а в дискретном сигнал квантованный по времени и по уровню.

Квантованием наз. процесс преобразования непрерывных сигналов в дискретные.

Различают 3 вида квантования:

1 по времени

2 по уровню

3 по времени и по уровню (цифровые)

Квантованию по времени соответствует фиксация значений непрерывного сигнала в дискретные определенные моменты времени.

 

Процесс квантования по времени осуществляется с помощью импульсного элемента, поэтому этот процесс наз. импульсной модуляцией.

 

1 Схема явл. примером амплитудно-импульсной модуляцииАИМ. При которой амплитуда импульсов зависит от значения входного сигнала в момент начала действия импульса

2 Широтно-импульсная модуляция ШИМ

Ширина импульса пропорциональна амплитуде сигнала

 

 

3 Время-импульсная модуляция ВИМ

Импульсы появляются в опред. момент времени в зависимости от амплитуды сигнала.

 

 

Автоматические системы в которых имеет место процесс квантования сигналов по времени наз. импульсными системами. В этих системах определение разности между требуемыми и действительными значениями управляемой величины производится не непрерывно, а лишь в дискретные моменты времени

С квантованием по уровню наз. процесс фиксации определенных дискретных уровней сигнала в произвольные моменты времени.

 

 

Системы в которых осущ квантование по уровню явл релейные системы. Примером таких систем явл Пз-регуляторы.

Во многих случаях применяется одновременно комбинированное квантование по времени и по уровню(цифровые)