Законы регулирования и типовые динамические звенья

Законы регулирования – закон изменения выходной величины во времени.

1)Пропорциональный закон заключается в том, что выходная величина регулятора пропорциональна разнице отклонения заданной величины и реального значения.

2)Интегральный закон регулирования.

У интегрального регулятора скорость перемещения прямо-пропорциональна отклонению регулируемого параметра.
Особенностью интегрального регулятора будут соответствовать разные значения регулируемого параметра. Этот регулятор обеспечивает высокую точность, однако он не обеспечивает устойчивость системы.

– постоянная времени исполнительного механизма

- пропорциональное звено с передаточной функцией

– апериодическое звено с постоянной времени Т

- коэффициент регулирования

- коэффициент усиления ОС

3)Пропорционально-интегральное регулирование.

Сочетает свойства пропорционального и интегрального регуляторов.

При обработки задания ПИ регулятора работает сначала как пропорциональный, а затем как интегральный.

4)Пропорционально-дифференциальный регулятор.

ПО регулятор вырабатывает сумму воздействий пропорциональной регулировочной величины, а так же скорость регулирования величины.

5)Пропорционально – дифференциально - интегральный закон (ПИО-регулятор)

У этих регуляторов выходная величина пропорциональна отклонению входной величины, интегралу производной по времени этого отклонения.

Передаточная функция идеального ПИО регулятора

- коэффициент усиления регулирования

- время предварения

- время изодрома

Время изодрома – время, в течение которого интегральная составляющая регулирует воздействие достигает величины равной пропорциональности составляющей.

В структуре ПИД регулятора есть исполнительный механизм, он обладает интегрирующими свойствами: сам регулятор содержит обратную связь. ПИД регулятор настраивается сложнее, т.к имеет несколько параметров настройки, в которое входит время изодрома, от пропорционально интегральной составляющей и время предварения от дифференциальной составляющей, которые связаны между собой и при изменении одного из них ведет за собой изменения других.

Реализация типовых звеньев на электрических схемах

Изучение и исследование типовых динамических звеньев производится при помощи стандартных сигналов. За стандартный сигнал принимается скачкообразная функция.

1)Без инерционное звено.

Это такое звено в котором выходной сигнал пропорционален входному.

2)Апериодическое звено.

Звено, в котором при скачкообразном изменении входного сигнала его выходной сигнал запаздывает относительно входного и изменяется по экспоненциальному закону с постоянной времени Т.

Решение

Для того чтобы получить зависимость выходного напряжения от времени, необходимо решить дифференциальное уравнение относительно

3)Дифференцирующее звено

Звено, в котором сигнал изменяется пропорционально скорости изменения входного сигнала.

W(p)=kp – идеальное дифференциальное звено.

- реальное дифференциальное звено.

4)Интегрирующее звено.

Звено, в котором выходной сигнал пропорционален интегралу по времени от входного сигнала.

, где - постоянная двигателя, - магнитный поток возбуждения двигателя, - частота вращения вала, - сопротивление и ток якоря.

5)Колебательное звено

Звено, в котором при скачкообразном изменении входного сигнала, выходной сигнал стремится к своему новому установившемуся значению, совершая затухающие колебания.

, где - постоянная времени, - коэффициент затухания.

Типовые динамические системы

№	Наименование	Передаточные функции	График	Примеры
1	Усилительное звено			Потенциометр, термометр
2	Апериодическое звено
3	Неустойчивое апериодическое звено
4	Интегрирующее звено			Двигатель
5	Дифференцирующее звено
6	Колебательное звено	Устойчивое звено: Неустойчивое звено:
7	Интегродифференцирующее звено