Схема, що ілюструє принцип роботи Під-регулятора

Схема, що ілюструє принцип роботи Під-регулятора

Пропорційно-інтегрально-диференціальний (ПІД) регулятор - пристрій у ланцюзі зворотного зв'язку, використовуване в системах автоматичного керування для формування керуючого сигналу.

Пид-регулятор формує керуючий сигнал, що є сумою трьох доданків, перше з яких пропорційно вхідному сигналу, друге - інтеграл вхідного сигналу, третє - похідна вхідного сигналу.

Якщо якісь із складових не використовуються, то регулятор називають пропорційно-інтегральним, пропорційно-диференціальним, пропорційним і т.п.. ПІД-регулятор|регулювальник| є поєднання П-, І- і Д-регуляторів|регулювальник|. Передавальна функція ПІД-регулятора|регулювальник|: .

4.10. Динаміка регулювання

До системи автоматичного регулювання пред'являються певні вимоги у відношенні її динамічних характеристик. Першим є вимога стійкості САР. Під стійкістю розуміється здатність системи вертатися у вихідний або близький до нього сталий режим після будь-якого виходу з нього в результаті якого-небудь впливу.

На мал.4.16 показані можливі криві перехідного процесу в стійкій і нестійкій системах. Стійка система після збурювання вертається до сталого режиму. Перехідний процес може бути коливальним (крива 1) або аперіодичним (крива 2).

У нестійкій системі навіть незначне в початковий момент збурювання виводить систему з рівноваги. Із часом регульована величина не приймає стале значення (крива 3).

Другою вимогою відносно динамічних характеристик САР є вимога до якості перехідного процесу. Якісними показниками перехідного процесу є його тривалість і коливальність. На мал.4.16 показані характеристики перехідного процесу стійкої системи автоматичного регулювання при зміні уставки регулятора, тобто, при такому впливі, коли регульована величина повинна прийти до свого нового заданого значення. Крива 1 ілюструє коливальний перехідний процес. З технічних умов іноді такий процес може виявитися неприпустимим. У таких випадках варто налаштувати систему на аперіодичний перехідний процес (криві 2 і 3).

У той же час, незважаючи на коливальність перехідного процесу швидкодія такої системи може бути вище, ніж в аперіодично налаштованої САР. Швидкодія визначається часом перехідного процесу, що виміряється з початку збурювання й до моменту, коли відхилення регульованої величини від нового сталого значення стане менше певної досить малої величини.

Малюнок 4.16 Перехідний процес при зміні уставки регулятора

В значній мірі стійкість і якість перехідного процесу залежать від коефіцієнта підсилення САР.

збільшення коефіцієнта підсилення розімкнутої системи підвищує швидкодію САР. От чому всі швидкодіючі регулятори роблять із високим коефіцієнтом підсилення, а стабілізацію процесу регулювання одержують за рахунок коригувальних ланцюгів.

Напруга генератора залежить від трьох факторів - частоти обертання його ротора, сили струму навантаження й величини магнітного потоку, створюваного обмоткою збудження, що залежить від сили струму в цій обмотці. Будь-який регулятор напруги містить чутливий елемент, що сприймає напругу генератора (звичайно це дільник напруги на вході регулятора), елемент порівняння, у якому напруга генератора рівняється з еталонною величиною, і регулювальний орган, що змінює силу струму в обмотці збудження, якщо напруга генератора відрізняється від еталонної величини.

Якщо сила струму збудження повинна бути, наприклад, для стабілізації напруги, збільшена, тоді у вібраційному й контактно-транзисторному регуляторах час включення резистора зменшується в порівнянні з часом його відключення, а в транзисторному регуляторі час включення обмотки збудження в ланцюг збільшується стосовно часу її відключення.

На мал. 1 показаний вплив роботи регулятора на силу струму в обмотці збудження для двох частот обертання ротора генератора n1 і п2, при чому частота обертання п2 більше, ніж п1. При більшій частоті обертання відносний час включення обмотки збудження в ланцюг живлення регулятором напруги зменшується, середнє значення сили струму збудження зменшується, чим і досягається стабілізація напруги.

Малюнок Зміна струму в обмотці збудження при різній частоті обертання ротора n (n2>n1);

tвкл. і tвимк. - час знаходження реле відповідно у включеному й відключеному станах.

Зі збільшенням навантаження напруга зменшується, відносний час включення обмотки збільшується, середнє значення сили струму зростає таким чином, що напруга генератора залишається практично незмінною.

Дата добавления: 2015-09-29