Типові закони керування і регулятори

Введення астотизму і керування за похідними

Розглянуті вище приклади показують, що об'єкти в замкнутій системі дістають нові динамічні і статичні властивості і характеристики. Властивості замкнутих систем залежать не тільки від характеристик об'єкта і діючих збурень, а й від особливостей і характеристик регуляторів.

Регулятори поділяють за різними ознаками:

• · за видом енергії, що використовується, — пневматичні, механічні, гідравлічні, електричні;
• · за принципом керування — керування за відхиленням (помилкою), за збуренням, комбіновані;
• · за характером зв’язків між елементами системи — зі сталою і змінною структурами.

В ТАК однією з особливостей регулятора є можливість впливу на статичні і динамічні помилки САР, що залежить від характеристик регулятора, які визначаються його законом керування (регулювання).

Під законом регулювання розуміють залежність вихідної величини регулятора від його вхідної величини при нехтуванні інерцією самого регулятора. Залежно від вигляду функції існують три основних принципових закони (відповідні типи регуляторів):пропорційний, який реалізується за допомогою пропорційного регулятора (П-регулятор); інтегральний (І-регулятор); диференційний (Д-регулятор).

Пропорційний закон регулювання — найпростіший закон керування, який описується залежністю .

Переваги: простота і надійність.

Недоліки: неможливість впливу на динамічні похибки і неможливість повної ліквідації статичної помилки.

Інтегральний закон регулювання (І-регулятор).

Інтегральний регулятор виконує регулювання за інтегральним законом. В операторній формі він має вигляд: Інтегрування вихідної величини об'єкта в інтегральному регуляторі виконується за допомогою серводвигуна, що відповідає введенню в структурну функцію САР інтегруючої ланки з передаточною функцією. При цьому треба мати на увазі, що інтегруючу ланку слід вводити в структурну схему на вхід об'єкта, до точки прикладання збурення, яке діє на об'єкт.

Введення інтегруючої ланки з метою ліквідації статичної помилки і перетворення статичної системи в астотичну називають введення астотизму в систему.

При одній інтегруючій ланці кажуть про введення астотиуму першого порядку, при двох — астотиуму другого порядку. Проте, слід пам’ятати, що введення в систему з аперіодичними і підсилювальними ланками двох і більше інтегруючих ланок веде до структурної нестійкості системи. Для усунення структурної нестійкості системи інтегруючу ланку охоплюють прямим зв’язком. Таку нову ланку називають ізодромно-інтегруючою ланкою.

Рівняння ізодромної ланки матиме вигляд. Оскільки рівняння вихідної інтегруючої ланки.

то.

.

Передаточна функція ізодромної інтегруючої ланки має вигляд:

.

Переваги інтегральних регуляторів: можливість усунення різних помилок; підвищення динамічної і статичної точності системи.

Недоліки: при інтегральному законі дія регулювання регулятора проявляється лише через деякий час. Тому помилка, яка виникла, усувається не одночасно з її появою. Це може привести до небажаних коливань у системі, погіршення характеру перехідного процесу і навіть витрати стійкості системи.