Системы автоматического регулирования. Исследование методов регулирования тепловой энергии на горячее водоснабжение и отопление, страница 2

Указанных недостатков лишены системы автоматического регулирования, построенные на принципе  “компенсации возмущений”. В таких системах (рис. 2) регулятор получает информацию о действующих на объект возмущениях и компенсирует их влияние на регулируемый параметр с помощью регулирующего воздействия. Системы с компенсацией возмущений позволяют достичь более высокого качества регулирования, чем системы, использующие принцип отклонения, поскольку регулятор вступает в действие до отклонения регулируемого параметра. Однако такие системы оказываются разомкнутыми, поскольку регулятор не контролирует значение регулируемой величины.

Рис. 2. Разомкнутая система автоматического   регулирования  по возмущению.

Это может привести к тому, что за счет даже небольшой погрешности в настройке регулятора параметр может постепенно отклониться от заданного значения. Кроме того, в реальных системах практически невозможно обеспечить измерение и компенсацию всех действующих на объект возмущений. 

Поэтому наиболее точными являются комбинированные  системы   автоматического   регулирования, использующие одновременно принцип компенсации возмущений и принцип регулирования по отклонению регулируемой величины (рис. 3). При этом сохраняются преимущества обоих принципов регулирования и значительно уменьшаются их недостатки.

Рис. 3. Комбинированная система автоматического регулирования.

Обеспечение требуемого качества переходных процессов в системах автоматического регулирования достигается за счет выбора закона, по которому регулятор формирует регулирующее воздействие при отклонении регулируемого  параметра  от  заданного  значения.  При этом в каждом регуляторе имеются органы настройки, позволяющие изменять в известных пределах параметры настройки регулятора, т. е. коэффициенты уравнения, описывающего закон регулирования, по которому работает данный регулятор.

В практике автоматического регулирования применяются главным образом регуляторы, работающие по следующим четырем основным законам регулирования:

1.  Закон интегрального регулирования (И - регуляторы). Такие регуляторы формируют регулирующее воздействие на объект, пропорциональное интегралу по времени от отклонения регулируемой величины от заданного значения:

                                          Хр =−Кр∫Δydt                                   ( 1 )

Здесь:  Х_р — воздействие на регулирующий орган со стороны регулятора; 

К_р —  коэффициент пропорциональности;

∆y = y_з – y   —  величина рассогласования между значениями заданным  y  и действительным  у регулируемой величины.

2.  Закон пропорционального регулирования (П - регуляторы). Основное свойство этих регуляторов заключается в том, что перемещение регулирующего органа у них пропорционально отклонению регулируемой величины от заданного значения:

                                                 Х_р= -K_р ∆y.                                       ( 2 )

По своим динамическим свойствам пропорциональный регулятор соответствует усилительному звену.

Системы автоматического регулирования с П - регулятором являются статическими, поскольку регулирующее воздействие на объект может быть вызвано только за счет отклонения регулируемого параметра. При этом неравномерность регулирования тем выше, чем меньше коэффициент усиления регулятора δ, равный:

1

                                             δ=                                               ( 3 )

К_р

Пропорциональный закон регулирования в регуляторах непрямого действия достигается обычно с помощью введения в схему регулятора так называемой жесткой обратной связи по положению регулирующего органа или величине регулирующего воздействия.