Інтегральні (астатичні) регулятори
Інтегральними (І-регуляторами) називають регулятори, у яких швидкість переміщення регулюючого органу пропорційна величині відхилення регульованого параметра від заданого значення.
Закон інтегрального регулятора в диференційній формі:
де
S1 – коефіцієнт пропорційності,
S1=1/TS, де TS – час переміщення регулюючого органу.
Чим більшу величину відхиляється регульований параметр від заданого значення, тим швидше переміщатиметься регулюючий клапан.
Схема І-регулятора прямої дії
Закон регулювання І-регулятора в інтегральній формі:
Ts-час переміщення регулюючого органу є єдиним параметром налаштування І-регулятора.
Статична характеристика І-регулятора
При певному значенні регульованого параметра GЗД регулюючий орган може займати положення від «відкрито» до «закрито» будь-якої точки. У цьому регульований параметр тимчасово відхиляється у межах.
Динамічна характеристика І-регулятора
Перехідні процеси регулювання
Зі зменшенням Ts зростає коливальність перехідного процесу. При надто малих значеннях Ts система регулювання може перейти у нестійкий стан.
Гідність:регульований параметр завжди прагне довести до заданого значення.
Можливі великі відхилення параметра заданого значення;
Нестійкі системи регулювання із астатичними параметрами.
Пропорційно-інтегральні (ізодромні) регулятори
Поєднують у собі позитивні якості пропорційних та інтегральнихрегуляторів.
ПІ-регулятор являє собою дві складові, що паралельно працюють:
Структурна схема пі-регулятора
∆G = G - GЗД
При нанесенні на ПІ-регулятор ступінчастого збурення спочатку спрацьовує пропорційна частина регулятора, миттєво переміщуючи клапан на величину ∆µПР. Потім в дію вступає інтегральна частина регулятора, яка повільно в часі переміщає клапан у тому напрямку до завершення процесу регулювання, тобто, коли регульований параметр G буде доведений до GЗД.
Динамічна характеристика ПІ-регулятора:
Є сумою динамічних характеристик П- та І-регуляторів.
З
де
Закон регулювання ПІ-регулятора в інтегральній формі:
де
Ti - час ізодрому - цетой час, за який переміщається клапан під дією інтегральної складової на таку ж величину, на яку він попередньо перемістився під впливом пропорційної складової.
ПІ-регулятори мають 2 параметри налаштування:
-межа пропорційностіDвід 5% до 3000%;
-час ізодромуTi(час інтегрування 5 сек ÷ 100 хв).
Підбором цих параметрів налаштування досягають бажаного виду перехідного процесу. Оптимальним є перехідний процес із 20% перерегулюванням. Якщо Ti= ∞,то ПІ-регулятор перетворюється на чисто П-регулятор. На пневматичних регуляторах відключення інтегральної частини здійснюється шляхом перекриття дроселя для налаштування Ti.
Якщонавантаження об'єкта змінюється часто і різко, і при цьому об'єкт має суттєве запізнення, то ПІ-регулятор дає незадовільну якість регулювання. Тоді доцільно закон регулювання вводити диференціюючу складову, тобто впливати на регулюючий орган додатково за величиною першої похідної від зміни регульованого параметра.
Закон регулювання ПД-регулятора:
,
де
Т
Час диференціювання (час попередження)Тд- це інтервал часу між моментами досягнення регулюючим органом однакового положення за наявності диференціальної складової та без неї.
Чим більший час диференціювання Тд, тим більше стрибок у переміщенні регулюючого органу.
З використанням управляючих ЕОМ закон регулювання встановлюється програмно (є відповідна програма).
Пропорційно-інтегрально-диференціальні (ПІД) регулятори
Закон регулювання ПІД-регулятора:
де
ПІД-регулятори мають 3 параметри налаштування:
- D – межа пропорційності (змінюється від 5% до 3000%);
-Ті - Час ізодрому (5 сек - 100 хв);
Тд - час запобігання (5 сек - 10 хв).
ПІД закон регулювання дає найкращі якості регулювання в порівнянні з іншимизаконами.
∆у - максимальне динамічне відхилення, tР - час перехідного процесу (час регулювання) – що менше ці величини, то краще якість регулювання.