Основы автоматического регулирования
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Соотношение τd /Т |
Соотношение tP /τd |
Характеристика обьекта |
Закон регулирования и тип регулятора |
|
по запаздыванию и инерционности |
по степени регулируемости |
|||
0<τd /Т<0,05
|
|
Без запаздывания |
Очень хорошо регулируемый |
Релейный, непрерывный П-, ПИ-, ПД-, ПИД-регулятор |
0,05<τd /Т<0,1 |
С большой инерцион- ностью и с малым запаздыванием |
Очень хорошо регулируемый |
Релейный, непрерывный П-, ПИ-, ПД-, ПИД-регулятор |
|
0,1<τd /Т<0,2 |
С существенным транспортным запаздыванием |
Хорошо регулируемый |
Релейный, непрерывный П-, ПИ-, ПД-, ПИД-регулятор |
|
0,2<τd /Т<0,4 |
С существенным транспортным запаздыванием |
Еще регулируемый |
Непрерывный или цифровой ПИ-, ПД-, ПИД-регулятор |
|
0,4<τd /Т<0,8 |
С существенным транспортным запаздыванием |
Трудно регулируемый |
Непрерывный или цифровой ПИ-, ПД-, ПИД-регулятор |
|
0,8<τd /Т<1 |
С большим транспортным запаздыванием |
Очень трудно регулируемый |
Непрерывный или цифровой ПИ-, ПД-, ПИД-регулятор |
|
τd /Т>1 |
С большим транспортным запаздыванием |
Очень трудно регулируемый |
Цифровой регулятор с упредителем |
|
tP /τd ≥ 6,5 |
Непрерывный или цифровой, П-регулятор |
|||
tP /τd ≥ 12 |
Непрерывный или цифровой, ПИ-регулятор |
|||
tP /τd ≥ 7 |
Непрерывный или цифровой, ПИД-регулятор |
|||
Примечания. |
На параметры объекта значительное влияние оказывает взаимное расположение исполнительных органов (например, ТЭНа) и первичного преобразователя (датчика). Наличие запаздывания объекта резко ухудшает динамику замкнутой системы. Часто при отношении τd /Т > 0,5 типовые законы управления не могут обеспечить высокую точность и быстродействие процесса регулирования. Главной причиной здесь является резкое снижение критического коэффициента усиления системы при увеличении запаздывания в объекте управления. В связи с этим повысить качество управления можно либо путем уменьшения запаздывания в объекте, либо за счет применения регулятора более сложной структуры, а именно оптимального регулятора. Из теории оптимального управления следует, что такой регулятор в своей структуре должен содержать модель объекта управления. Системы управления с моделью объекта обладают возможностью предугадывать будущие изменения состояния объекта. Они могут быть адаптивными или нет и незаменимы для объектов с существенным временем запаздывания τd /Т > 0,2. Перечисленные в табл. 4.1 объекты регулирования с отношением τd /Т < 0,2 устойчивы и обладают самовыравниванием. Существуют неустойчивые объекты без самовыравнивания. Например, вентилятор с асинхронным электродвигателем с жесткой характеристикой. При изменении напряжения питания двигатель или находится в заторможенном состоянии, или разгоняется до номинальных оборотов. Для каждого объекта управления необходимо применять регуляторы с соответствующим алгоритмом и законом регулирования. Это позволяет существенно снизить потери при функционировании объекта (расход энергии, потери продукции и пр.).