Выбор способа регулирования и закона непрерывного регулирования

Используя данные об объекте автоматизации (статические и динамические характеристики, сведения о возмущениях, технологические требования к качеству регулирования), можно в каждом конкретном случае на основе выработанных практикой критериев определить и выбрать тип регулятора. Выбор этот является предварительным, а окончательное заключение об устойчивости системы объект — регулятор и точности регулирования делают на основе последующих расчетов.

При выборе и обосновании способа регулирования чаще всего останавливаются на непрерывном или позиционном регулировании. При этом учитывают, что позиционные регуляторы, как правило, проще по устройству и в эксплуатации и дешевле регуляторов плавного действия. Кроме того, имеют в виду, что непрерывное регулирование может быть реализовано только на объектах, регулирующий орган которых обеспечивает плавное изменение своего положения.

Непрерывное регулирование применяется при повышенных требованиях к качеству регулирования.

Простейшим (приближенным) критерием определения способа регулирования является отношение запаздывания регулирующего воздействия к постоянной времени объекта управления т/Т. Считается, что если т/Т < 0,2, то может быть использовано позиционное регулирование, а при т/Т > 1 требуются особо чувствительные, например цифровые, регуляторы. В промежутке между указанными пределами т/Т (от 0,2 до 1) применяется плавное регулирование.

Время запаздывания регулирующего сигнала т в этом случае выражается суммой

где Тр0, т0 у — запаздывание в регулирующем органе и объекте управления; Гро — постоянная времени емкостного регулирующего органа.

Величина Т — постоянная времени объекта управления. Для многоемкостных объектов — это сумма постоянных времени всех емкостей 7*.

При выборе закона непрерывного регулирования (И — интегральный, П — пропорциональный, ПИ — пропорционально-интегральный, ПИД — пропорционально-интегрально-дифференциальный) руководствуются выработанными практикой положениями. Астатические объекты и статические с малым коэффициентом статизма из условий устойчивости не следует блокировать с И-регулятором. Объекты с большим статизмом могут быть сблокированы со всеми типами регуляторов. При плавных возмущениях и отсутствии значительных запаздываний и особых требований ко времени переходного процесса рекомендуется применение И-закона, в противном случае (если допускается статическая ошибка) — П-закона.

Диаграмма А.Я. Лернера для выбора регуляторов непрерывного действия

Рис. 5.16. Диаграмма А.Я. Лернера для выбора регуляторов непрерывного действия

Когда емкость объекта небольшая, а возмущения резко меняются, вводится предварение — ПД- или ПИД-закон. ПИ-регуляторы применяются для объектов со значительным запаздыванием при плавно меняющихся возмущениях. Если надо увеличить быстродействие, пользуются ПИД-законом, иногда с прерывистым воздействием.

Закон непрерывного регулирования можно уточнить по диаграмме А.Я. Лернера (рис. 5.16). Координатами диаграммы являются:

где Т — постоянная времени объекта; т — его запаздывание; tperвремя регулирования.

Те стороны, которые лежат внутри области применения регуляторов, на диаграмме отмечены штриховкой. Безразмерный коэффициент

где о — допустимое относительное отклонение параметра (статическая ошибка); Ъ, — величина относительного отклонения параметра, равная отношению двух его изменений под действием расчетного возмущения и максимального регулирующего воздействия.

Из диаграммы видно, что ни один тип регуляторов не в состоянии обеспечить время регулирования меньше удвоенного времени запаздывания (при |/с < 2). При 2 < |/с < 4 могут быть приняты только специальные быстродействующие (цифровые) регуляторы; при 4 < |/с < 6 рекомендуются ПИД-регуляторы. При |/с от 0 до 10 можно выбирать все регуляторы, кроме астатических, которые рекомендуются при |/с > 10.

Например, при постоянной времени объекта Т = 600 с, времени запаздывания т = 30 с и времени регулирования ?рег = 240 с:

Пересечение этих координат на диаграмме дает точку, соответствующую регуляторам: изодромному с предварением и без такового и статическому при у > 0,06. При этом коэффициент усиления k < 1/0,06 - 1 = 15,7.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >