Регуляторы
" Регуляторы - это последовательные корректирующие элемен'- ы в системах регулирования, применяемые для обеспечения '.j стойчивости и требуемых динамических характеристик системы.
егуляторы устанавливают как в прямой цепи управления, например, для преобразования рассогласования в управляющее воз;действие, так и в цепях обратных связей.
Законом управления регулятора называют зависимость, испольуемую при выработке выходного сигнала по входному сигналу. ;~'егуляторы позволяют корректировать такие присущие конкрет Ной системе и объекту управления свойства, как инерционность, еустойчивость, чувствительность к возмущениям.
п Наиболее распространенным законом управления является ~ ропорциональный закон (обозначаемый П):
j1 = ~СР$',
де h - выходной сигнал регулятора; k~ - передаточный коэф+фициент пропорционального звена регулятора (см. рис. 3.51); g - rходной сигнал регулятора.
Управляющее воздействие прямо пропорционально ошибке ~ егулирования, его знак совпадает со знаком ошибки. Если заанный сигнал ХЗ больше реального Х т. е. Е, > 0 и g > 0, то > 0, и система управления будет стремиться увеличить выход`~ой сигнал, причем тем интенсивней, чем больше ошибка Е,. За" авая разные значения kp - передаточного коэффициента пропоронального звена регулятора (см. рис. 3.51), можно изменять ре__ _ ию системы на изменение входного параметра Хз.
На рис. 3.52, а приведено изменение выходного параметра Хв '' твет на изменение входного параметра ХЗ по трапеции. Видно, то при больших значениях !сР - передаточного коэффициента
пропорционального звена регулятора (кривая Х(t)) меньше отставание выходного сйгнала от входного, но больше перерегулирование А.
Для устранения медленно меняющейся ошибки регулирования постоянного знака типа отставания по фазе примёняют пропорционально-интегральный закон управления (обозначаемый ПИ): управляющее воздействие складывается из двух составляющих: составляющей, пропорциональной текущей ошибке, и составляющей, пропорциональной накопленной ошибке (рис. 3.52, б).
В этом случае h=kpg+k;fgdt, о
где k; - передаточный коэффициент интегрирующего звена. Пусть замер выходного сиг
нала Х сравнение его с задан ным Х, и выработка управляющего воздействия h производятся периодически через интервал времени ~t (именно так работает система управления, построенная на базе ЭВМ). Тогда очередное значение h; вычисляется по формуле
где i - номер текущего момента времени.
Чем дольше сохраняется ошибка регулирования постоянного знака, тем больше вклад интегрирующего звена в управляющее воздействие и тем интенсивнее регулятор стремится устранить эту ошибку.
Для устранения быстро меняющихся ошибок, возникающих при смене характера изменения входного параметра Х„ регулятор дополняют дифференциальной составляющей. Такой регулятор воспроизводит пропорционально-интегрально-дифференциальный закон (ПИД):
е kd - передаточный коэффициент дифференцирующего звена гулятора.
' В случае управления через интервал времени ~t
v Чем больше скорость изменения разницы Х,- Хи g, тем боль"е вклад дифференциальной составляющей в управляющее возйствие.
Значения коэффициентов kp, k;, kd, определяющих работу релятора и всей системы управления, в каждом случае подбирают ивидуально для обеспечения заданного качества регулировап'п с сохранением устойчивости системы управления. Легко уставить, что при увеличении этих коэффициентов ошибка регули' вания уменьшается. Однако рост коэффициентов в конце кон~ в приводит к потере системой управления устойчивости - воз' кновению в системе колебаний сигналов с возрастающей амlитудой (разрушительные вибрации, рост шума в системе мик
он-усилитель-динамик и т.д.), т.е. у каждой системы име' ся область устойчивой работы, выход за которую означает нару~-ение работы системы.
Область устойчивости конкретной системы управления можно йти экспериментально (при ее поиске возможно разрушение `стемы), аналитически (что требует детального теоретического ' ализа поведения системы) или численным моделированием на ВМ с использованием специальных моделирующих программ. ~ оследний подход используется все чаще в связи со снижением оимости и распространением вычислительной техники.
- Глава 2 автоматизация производства в машиностроении. Общие понятия и определения
- Роль и значение автоматизации
- Автоматизация производственных и технологических процессов
- Уровни автоматизации производственных процессов.
- Современные черты автоматизации производства машин
- Основные направления развития автоматизации производства
- Автоматизация управления и контроля в производстве
- Первичные преобразователи (датчики)
- Свойства и разновидности измерительных преобразователей
- Измерительные цепи
- Контактные резистивные преобразователи
- Реостатные и потенциометрические преобразователи
- Электромагнитные первичные преобразователи
- Емкостные первичные преобразователи
- Пьезоэлектрические преобразователи
- Тензометрические преобразователи
- Оптические преобразователи
- Тепловые преобразователи
- Терморезисторы
- Усилители
- Электромашинные усилители
- Гидро- и пневмоусилители
- Корректирующие устройства
- Переключающие устройства и распределители
- Электромагнитные реле.
- Электромеханические муфты
- Логические элементы
- Аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи
- Задающие устройства
- Исполнительные устройства
- Управляемые исполнительные электродвигатели постоянного тока
- Двигатели переменного тока
- Электромагниты
- Синхронные шаговые двигатели
- Гидравлические серводвигатели
- Пневматические серводвигатели
- Исполнительные механизмы
- Электропривод
- Гидропривод
- Пиевмопривод
- Системы автоматического регулироваиия
- Регуляторы
- Средства управления
- Микропроцессоры и эвм в системах управления
- Устройства сопряжения эвм с объектом управления
- Программное обеспечение систем управления
- Математическое обеспечение эвм
- Алгоритмы
- Операционная система.
- Программы.
- Программируемые логические контроллеры
- Системы числового программного управления
- Автоматизация производства на базе гибких производственных систем и робототехники
- Технологические предпосылки автоматизации на базе гибких производственных систем и робототехники
- Современные гибкие производственные системы
- Автоматизироваиные рабочие места
- Системы управления промышлениыми роботами