Основные типы регуляторов. Выбор параметров регуляторов по общепромышленной методике

Выбор параметров регуляторов по общепромышленной методике

Определяются параметры неизменяемой части контура, т.е. коэффициент передачи и постоянные времени.

Неизменяемая часть – двигатель, преобразователь, датчик скорости.

В общем случае неизменяемая часть: исполнительный элемент, объект регулирования, датчик ОС.

W_НЧ = - передаточная функция неизменяемой части

В некоторых случаях одно из звеньев интегратор (например, контур регулирования положения).

W_НЧ = , П – произведение

Основные типы регуляторов и их настройка по общепромышленной методике

Регулятор – последовательное корректирующее устройство, обеспечивающее оптимизацию быстродействия и устойчивости контура с ООС.

1 Пропорциональный регулятор

ЛАЧХ П-регулятора Переходная функция П-регулятора

Во входной цепи и в канале обратной связи усилителя включены резисторы R₁ и R₂.

W_P = = k, W_P – передаточная функция П-регулятора.

Величину коэффициента усиления регулятора к можно изменить с помощью сопротивлений R₁ и R2.

Преимущество: высокое быстродействие.

Недостаток: наличие статической ошибки регулирования

W_Р =

Т_max = наибольшая постоянная времени в неизменяемой части

Т_μ – все остальные Т кроме максимальной Т

- коэффициент П-регулятора

2 Интегральный регулятор

ЛАЧХ И-регулятора Переходная функция И-регулятора

Достоинства: высокая точность – при 0-ой ошибке регулирования можно получить любое выходное напряжение.

Недостатки: время быстродействия необходимо t на перезаряд С, отстающая фазовая характеристика j_И = -90°, поэтому настройка контуров регулирования в интеграторе в НЧ невозможна: – система неустойчива.

;

;

L_ЯЦ ≥ 4, 4 (мГн)

Т_И = = R_ВХС_ОС

Быстродействие контура с ИР ниже, чем с ПР (w_С на участке нулевого наклона), но чувствительность к изменениям параметров системы меньше, так как смещение характеристики приводит к пропроциональному изменению w_С. Разомкнуть систему невозможно.

3 Пропорционально-интегральный регулятор

Регулятор объединяет положительные свойства пропорционального и интегрального звеньев: быстродействие на уровне пропорционального, точность - интегрального.

ЛАЧХ ПИ-регулятора Переходная функция ПИ-регулятора

ω _ПИ = ; W_ПИ = = ; =

Коэффициент 2…4 при расчете ω _П и ω _ПИ должен быть одинаковым (настройка на симметричный оптимум по модулю.

С точки зрения максимального быстродействия применяют настройку на симметричный оптимум по фазе или по модулю.

Оптимум по фазе обеспечивает максимальное быстродействие системы при выбранном запасе устойчивости. В приближённых расчётах можно пользоваться настройкой на симметричный оптимум по модулю, когда w_ср располагается в середине участка единичного наклона контурной ЛЧХ. Для этого достаточно выбрать коэффициент 2 ¸ 4 при расчёте к и w_ср одинаковыми.