15. Запаздывание в объектах и регуляторах

В реальных объектах (регуляторах) изменение регулируемого параметра начинается не сразу после нанесения возмущения, а спустя некоторое время. Это время называют запаздыванием. Различают 2 вида запаздывания: чистое (транспортное) – τ₀; ёмкостное - τ_ё.

В одноёмкостном объекте имеется только чистое запаздывание τ₀. Оно вызывается наличием в регулируемом объекте участков, по которым распространение сигнала требует некоторого времени.

В многоёмкостном, (двух и более объектов), кроме чистого имеется еще и ёмкостное запаздывание τ_ё. Оно обусловлено гидравлическими тепловыми и другими сопротивлениями. Эти сопротивления вызывают замедленный переход вещества из одной емкости в другую.

Рассмотрим динамическую характеристику одноёмкостного объекта с самовыравниванием с учётом запаздывания (рис. 2.9).

Рис. 2.9. Динамическая характеристика одноёмкостного объекта с самовыравниванием с учётом запаздывания.

Как следует из рис.2.9 кривая разгона смещается вправо на время чистого (транспортного) запаздывания τ₀

16. Влияние ёмкости объекта на величину постоянной времени

Рассмотрим влияние ёмкости объекта на величину постоянной времени Т_о. Возьмём одну и ту же порцию тепла и забросим её в лекционный зал, а затем её же в собачью будку. Считаем, что температуры в этих помещениях вначале были одинаковы. Так как объём будки меньше ёмкости зала, то в будке температура установится быстрее, чем в зале. Кроме того, установившаяся температура в будке будет выше, чем установившаяся температура в зале при одной и той же заброшенной порции тепла. При построении динамических характеристик этих помещений получим Т_о будки < Т_о зала (рис.2.5). Следовательно, чем меньше ёмкость объекта, тем меньше постоянная времени Т_о.

Рис. 2.5. Динамические характеристики объектов c самовыравниванием.

17. Автоматический регулятор – это совокупность устройств, при помощи которых автоматически поддерживается значение регулируемой величины с той или иной точностью по отношению к заданному значению. По роду используемой энергии регуляторы подразделяют на:

1. пневматические; гидравлические; электрические; электрогидравлические.

Рассмотрим смысл закона регулирования регулятора на примере САР температуры целевого продукта в теплообменнике. Эта схема нам уже известна. Это САР по отклонению. Здесь σ – сигнал рассогласования 90º – 100º = –10 ºС = σ. Закон регулирования регулятора (контроллера) определяет характер перемещения затвора регулирующего органа в новое положение.

На место регулятора (контроллера) в данной схеме будем поочередно ставить линейные регуляторы и будем наблюдать, как регулирующее воздействие μ от каждого закона регулирования влияет на характер перемещения затвора регулирующего органа.

Классификация линейных регуляторов

1. П-регулятор (пропорциональный);

2. И-регулятор (интегральный);

3. ПИ-регулятор (пропорционально-интегральный (изодромный));

4. Регуляторы с предварением (с опережением):

• ПД-регулятор (пропорционально-дифференциальный);

• ПИД-регулятор (пропорционально-интегрально-дифференциальный).

Из нелинейных регуляторов самый популярный позиционный регулятор.