Пропорциональный регулятор (П-регулятор).

На рис. 4.18 приведена принципиальная электрическая схема простейшего регулятора класса «вход-выход» с пропорциональной структурой.

Обозначения на схеме:

A1 – операционный усилитель;

R _з, R ₀, R _ос – значения активного сопротивления соответствен- но в цепях задания, собственной обратной связи операционного усилителя и обратной связи регулятора;

Х _з – сигнал задания;

Х _ос – сигнал обратной связи с датчика регулируемой коорди- наты;

Y _вых – выходной сигнал регулятора.

 

R ₀

Рис. 4.18. Принципиальная электрическая схема П-регулятора

 

Будем полагать, что на входе регулятора – сигнал ошибки ре- гулирования Х _вх, причем Х _вх = Х _з – Х _ос. При этом вместо двух рези- сторов R _з и R _ос используется один – R _вх.

Передаточная функция регулятора

W (p) =  Y вых (  p) =

 

Z ₀ (p) =  R 0

 

 

= K.

X (p) Z (p) R    ^p

вх                     вх                    вх

 

Пропорциональный регулятор теоретически позволяет про- пускать через себя сигналы всего спектра частот. В действитель- ности его частотные свойства носят ограниченный характер, по- скольку в области высоких частот коэффициент передачи K _р будет снижаться, а также появится фазовый сдвиг между Х _вх и Y _вых. Ог- раничение спектра пропускания частот осуществляется цепями внутренней или внешней коррекции операционных усилителей, и реальная полоса пропускания пропорциональных регуляторов ограничивается сотнями герц или единицами килогерц. Цепи кор- рекции операционных усилителей позволяют повысить помехоза- щищенность канала регулирования.

Временная переходная характеристика регулятора

Y _вых(t) = K _р Х _вх(t) = K _р·1(t).

Переходный процесс в регуляторе будет иметь вид, изобра- женный на рис. 4.19.

Функциональная схема пропорционального регулятора при- ведена на рис. 4.20.

 

 

Х вх

t

П-рег.

 

Y вых

 

 

 

Рис. 4.19. Переходный процесс в П-регуляторе

 

Рис. 4.20. Функциональная схема П-регулятора

 

Интегральный регулятор (И-регулятор).

Принципиальная схема регулятора приведена на рис. 4.21.

 

С ₀

 

Х вх

R вх

Y вых

 

 

A1

 

Рис. 4.21. Принципиальная электрическая схема И-регулятора

 

Передаточная функция регулятора

W (P) =

Z 0 (P) = 1/ C 0 P =   1 =  1,

 

Z вх (P) R вх (P) R вх  C 0 P Т и  Р

где T _и – постоянная времени интегратора, T и = R вх С ₀.

Переходная характеристика регулятора

Y _вых(t) = Y _вых(0) + [1/(R вх С ₀)]·1(t),

где Y _вых(0) = 0.

Переходный процесс в регуляторе будет иметь вид, изобра- женный на рис. 4.22.

Функциональная схема интегрального регулятора приведена на рис. 4.23.

 

 

1                                                                                           И-рег.

 

t

0

 

Рис. 4.22. Переходный процесс в И-регуляторе

Рис. 4.23. Функциональная схема И-регулятора