Учебно-методический комплекс по дисциплине «Теоретические основы автоматизированного управления», страница 38

Регулятор, реализующий пропорциональный закон управления (П-закон), называют пропорциональным (П-регулятором). Параметр k_п называют коэффициентом усиления (передачи) регулятора, а обратную величину - статизмом регулятора.

2. Интегральный (И) закон. В этом случае управляющее воздействие пропорционально интегралу от сигнала рассогласования:

Параметр T_и имеет размерность времени и его называют постоянной времени интегрирования. Интегральный регулятор (И-регулятор) применяют в рассмотренной ранее простейшей схеме управления частотой генератора частотно модулированных сигналов.

3. Пропорционально-интегральный (ПИ) закон.Регулятор, реализующий этот закон (ПИ-регулятор), формирует управляющее воздействие следующим образом:

4). Пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД) закон. Регулятор, реализующий этот закон (ПИД-регулятор), формирует управляющее воздействие

Параметр T_dназывают постоянной времени дифференцирования.

2.4. Математическое описание типовых возмущающих воздействий

Одной из главных побудительных причин введения автоматического управления являются возмущения. При их отсутствии отпадает необходимость в контуре обратной связи. Характер возмущений налагает фундаментальные ограничения на эффективность системы управления. Шум измерений в следящей системе сужает диапазон регулирования в системах управления с обратной связью, а его природа определяет возможное качество регулирования. Возмущения также несут важную информацию о свойствах системы. Изучая их характеристики, можно выявить состояние системы, включая регистрацию неполадок на ранней стадии.

Прежде чем перейти к анализу моделей возмущений, целесообразно обсудить вопрос о том, как можно уменьшить их влияние на поведение системы. Можно попытаться уменьшить возмущения в самом источнике их возникновения. Кроме того, их воздействие можно ослабить, вводя локальную обратную связь или прямую связь по возмущению, если оно измеримо.

Уменьшение возмущений в источнике. Самый очевидный путь уменьшения влияния возмущений - воздействие на источники их возникновения. Такой подход тесно связан с проектированием объекта управления. Приведем типичные примеры:

*   уменьшение трения в механизмах путем применения качественных подшипников;

*   размещение датчиков там, где возмущения минимальны;

*   модифицирование электрической схемы датчика с целью минимизации чувствительности к шумам;

*   замена датчика другим, имеющим более быструю реакцию.

Уменьшение возмущений с помощью локальной обратной связи. Если возмущения нельзя уменьшить в источнике, то можно попытаться ослабить их влияние путем введения локальной обратной связи. Для реализации такого подхода требуется, чтобы возмущения поступали в систему локально и легко фиксировались. Кроме того, необходимо, чтобы были доступны контролируемые переменные, поступающие в систему в непосредственной близости от них. Тогда, применив локальную обратную связь, можно ослабить влияние возмущений. Зависимость измеряемой и управляющей переменных должна быть такой, чтобы можно было использовать высокий коэффициент усиления в контуре управления.

Подобная обратная связь часто оказывается очень простым и эффективным средством уменьшения влияния возмущений, так как при достаточно большом коэффициенте усиления полная информация о процессе необязательна. Однако в этом случае требуется дополнительный контур обратной связи. Примеры использования локальной обратной связи:

·  уменьшение колебаний давления на клапаны, приборы и стабилизаторы путем введения регулятора давления;

·  уменьшение колебаний измеряемых значений температуры за счет стабилизации напряжения питания.

Принято выделять следующие типы возмущений: отклонение нагрузки, погрешности измерений и колебания параметров системы.