Читайте также:
|
Автоматический регулятор – устройство или совокупность устройств, с помощью которых осуществляется управление главным технологическим параметром (физической величиной).
Основной классификационный признак автоматических регуляторов – закон регулирования. В соответствии с эти признаком основные типы регуляторов – позиционные и непрерывного действия. Последние, в свою очередь, делятся на пропорциональные; интегральные; пропорционально-интегральные; пропорционально-дифференциальные и пропорционально-интегрально-дифференциальные.
Пропорциональным (П-регулятором)называется регулятор, у которого перемещение рабочего органа пропорционально ошибке регулирования.
Основным достоинством П-регуляторов является их относительная простота, отсутствие корректирующих устройств. Однако точность работы этих регуляторов невысока, т. е. реализация пропорционального закона регулирования приводит к появлению статической ошибки. Поэтому П-регуляторы иногда называются статическими.
Параметром настройки для П-регулятора является коэффициент усиления kp. Величина обратная статическому коэффициенту передачи регулятора 1 / kp называется коэффициентом неравномерности, а величина (1 / kp) 100 – степенью неравномерности, или диапазоном дросселирования D.
Интегральным или астатическим, называется регулятор, у которого при отклонении регулируемого параметра от заданного значения регулирующий орган будет перемещаться до тех пор, пока регулируемый параметр не достигнет заданного значения.
В динамическом отношении И-регулятор представляет собой интегрирующее звено.
И-закон регулирования в регуляторах получается тогда, когда структурная схема составлена из последовательно включенных усилительного и интегрирующего звеньев.
Если в состав регулятора входят и другие звенья, то последние должны быть охвачены глубокой отрицательной обратной связью. В качестве интегрирующего звена может быть какой-либо интегрирующий привод (гидравлический сервопривод, электродвигатель постоянного тока и др.).
Параметром настройки для И-регулятора является постоянная времени интегрирования Т и.
Пропорционально-интегральным (ПИ-регулятором)называется регулятор, который перемещает рабочий орган на величину, пропорциональную сумме отклонения и интеграла отклонения регулируемой величины.
Пропорционально-интегральный регулятор в динамическом отношении эквивалентен пропорциональному с коэффициентом передачи k p и И-регулятору с коэффициентом передачи 1 / Т и, соединенным параллельно.
Параметрами настройки ПИ-регулятора являются коэффициент передачи k p и постоянная времени Т и.
Пропорциональн-дифференциальным (ПД-регулятором) называется регулятор, который перемещает рабочий орган пропорционально отклонению и скорости отклонения регулируемой величины.
Параметрами настройки ПД-регулятора являются коэффициент передачи kp и время предварения Т п (время дифференцирования). Регуляторы ПД выполняются обычно непрямого действия.
Предварение у ПД-регуляторов бывает прямое и обратное. Прямое предварение проявляется во временном увеличении коэффициента передачи, а обратное – в уменьшении его.
ПД-регуляторы уменьшают колебания и ускоряют затухание переходного процесса.
Пропорционально-интегрально-дифференциальные (ПИД -регуля-торы) перемещают рабочий орган пропорционально отклонению, интегралу и скорости отклонения регулируемой величины.
ПИД-регуляторы применяются на объектах регулирования, не допускающих статической неравномерности, у которых нагрузка меняется часто и резко и имеется запаздывание. ПИД-регулятор имеет три параметра настройки: k р, T и, Т п.
Автоматические регуляторы так же, как и системы автоматического регулирования, классифицируются по различным признакам.
По роду используемой для привода энергии регуляторы бывают электрические, гидравлические, пневматические и сочетающие их модификации.
Достоинства электрических регуляторов: широкие возможности по усилению, преобразованию, управление на больших расстояниях, возможность применения стандартных электро- и радиоэлементов. Недостатки: сложность исполнительных элементов, небольшой крутящий момент, развиваемый исполнительным элементом, особенно при малых скоростях, невысокая безопасность, особенно в помещениях с агрессивной средой и др.
Преимуществом гидравлических регуляторов являются высокая надежность работы, хорошие динамические свойства исполнительных механизмов, значительные выходные усилия и моменты, высокое быстродействие. В случае применения минеральных масел –взрывобезопасны.
Достоинства пневматических регуляторов: взрывобезопасность, отсутствие сливных трубопроводов, высокое быстродействие, значительные усилия и моменты исполнительных механизмов и т. п. Недостаток – сжимаемость воздуха и значительная инерционность (по отношению к гидравлическим).
В зависимости от характера и числа регулируемых величин, принципа регулирования, источников энергии различают регуляторы давления, скорости вращения, напряжения, температуры и т. п.; работающие по отклонению (ошибке), по возмущению и комбинированные; прямого и непрямого действия; одномерные и многомерные.
Выбор регуляторов. Выбор регулятора зависит от свойств объекта регулирования, которые в основном определяются его динамической характеристикой (k 0 – коэффициентом передачи, t – запаздыванием, Т – постоянной времени).
П-регуляторы целесообразно применять в объектах с небольшим запаздыванием и изменением нагрузки, в системах, где допускается статическая ошибка. П-регуляторы не рекомендуются при колебательной нагрузке.
И-регуляторы используются для объектов со значительным самовыравниванием и небольшим запаздыванием, а также при малой и большой емкостях объекта и при медленно изменяющейся нагрузке.
ПИ-регуляторы применяются в объектах с любой емкостью, с большим запаздыванием (t > 0,1 Т и), а также при больших и малых изменениях нагрузки. ПИД-регуляторы применяются в объектах с любой емкостью, при очень малой статической ошибке регулирования и при существенных запаздываниях в объекте.
Импульсные регуляторы лучше применять в объектах без большого запаздывания, при средней емкости объекта, где нагрузка постоянная или мало изменяется.
Двухпозиционные релейные регуляторы рекомендуется применять в объектах с большой емкостью, без большого запаздывания при постоянной или мало изменяющейся нагрузке. Если сведений о динамических свойствах объекта недостаточно или они отсутствуют, выбор регуляторов производится по аналогии с действующими САУ.
Тип регулятора может быть ориентировочно выбран и по отношению t / T. При t / Т < 0,2 применяют релейный регулятор, при t / T = 0,2–1 – непрерывный и при t / Т > 1 – импульсный. Если кривые разгона могут быть экспериментально сняты с действующих аналогичных объектов или они известны заранее для проектируемых объектов, то выбор регуляторов следует производить на основании расчета. Методика расчета для статических и астатических объектов изложена в специальной литературе.
Вопросы для самоконтроля
1. Что такое объект автоматизации? Назовите его характеристики.
2. Сформулируйте пропорциональный закон регулирования.
3. Сформулируйте интегральный закон регулирования.
4. Сформулируйте пропорционально-интегральный закон регулирования.
5. Сформулируйте пропорционально-дифференциальный закон регулирования.
6. Сформулируйте пропорционально-интегрально-дифференци-альный закон регулирования.
7. Назовите основные правила выбора автоматических регуляторов.
Дата добавления: 2015-07-25; просмотров: 58 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Понятие о законах регулирования | | | Понятие технического средства автоматики |