|
| |
|
Слаботочка Книги 1-3. СТАНДАРТНЫЕ НАСТРОЙКИ И ИХ ПРИМ1НЕНИЕ 1-3-1. СТАНДАРТНЫЕ НАСТРОЙКИ ПРОСТЕЙШИХ КОНТУРОВ В ряде практических случаев реа.1ьные контуры регулирования могут быть сведены к простейшим контурам второго нли третьего порядка, настройка которых осуществляется путем выбора по опре-деченным правилам параметров регулятора. Обратимся для начала к элементарному контуру (рис. 1-5, а). Настройка на оптимум по модулю. Если осуществлять коррекцию контура только за счет изменения коэффициента передачи пропорционального (П) регулятора kp {или путем применения регулятора с определенными динамическими свойствами, о чем будет сказано ниже), то можно звенья с постоянными времени и отнести к неизменяемой части системы, обозначив ее передаточную функцию через Wh (Р)- Тогда передаточная функция разомкнутого контура будет W{p)=Wp{p) wap), (p)=jio{p); (р) - передаточная функция регулятора; (р) - передаточная функция объекта регулирования. В рассматриваемом контуре (р) = k/(Tt,p), а регулятор пропорциональный, благодаря чему #р (р) = ftp. Выбирая передаточный коэффициент регулятора по формуле МОЖНО получить: (>)-щлк- (1-6) Передаточная функция замкнутого контура в соответствии с выражением Wa(p) = -\- {p)Wo.Ap)] получается в виде Таким образом, выбор kp в соответствии с формулой (1-6) приводит к тому, что рассматриваемый контур описывается передаточной функцией колебательного звена с коэффициентом демпфирования I - Y2/2. Тот же результат был бы получен при рассмотрении нормироваииой структурной схемы рис. 1-5, б, если бы ко;[)фи-циент передачи регулятора в относительных единицах был принят равным Логарифмические частотные характеристики (ЛЧХ), соответствующие передаточной функции W (р), изображены сплошными линиями на рис. 1-6. Цифрой -Ь обозначен наклон -20 дБ/дек, цифрой -2 - наклон -40 дБ/дек. При ступенчатом управляющем воздействии выходная величина в первый раз достигает установившегося значения через время 4,7 Т, перерегулирование составляет 4,3 % (рис. 1-7, а). Длительность переходного процесса не зависит от постоянной времени объекта и определяется только малой постоянной времени 7),. Такой способ настройки называется настройкой на оптимум по модулю (ОМ). Смысл этого термина в том, что при настройке на ОМ стремятся в широкой полосе частот сделать модуль частотной характеристики замкнутого контура близким к единице 151]. X \ i AUgbix Иастройка том иаСО  Рис. 1-6 Настройка иа СО Рис, 1-7 Реализация настройки па ОМ возможна и при других передаточных функциях объекта. Если объект представляет собой апериодическое звено с передаточной функцией по управлению Wo (р) = = /(Го/? то должен быть использован пропорциоиально- иитегральиый (ПИ) регулятор с передаточной функцией (1-9) где рр определяется по формуле, аналогичной (1-5), а постоянная времени регулятора выбирается равной постоянной времени объекта: ==-2ГгЬ- = 0. (1-10) Еслч в контуре нет большой постоянной времени То, а передаточная функция неизменяемой части равна W (р) = L Г, то регулятор должен быть интегрирующим: W,{P) = f,/P, (ЬП) Если объект имеет передаточную функцию по управлению °>-(г .р+?;(Ь+.> (-2) при >> 7*02, то аналогичный результат может быть получен, если применить пропорцноиальио-интегрально-дифференцнальный (ПИД) регулятор с передаточной функцией Ир {Р) = Рр -Tpip ) выбрав Рр -= TJ{2TKyKKK с) н положив Тр = Tpj, Тр = Т.. Возвращаясь к объекту в виде апериодического звена, реакция которого на возмущение характеризуется передаточной функцией возмАоР + и WOKHO записать передаточную фуикцию замкнутого контура по возмущению: После подстановки сюда \ (р) из выражения (1-6) для передаточной функции контура, настроенного на ОМ, и умножения обеих частей равенства на - To/{2Tkoэy) получается При данном ступенчатом приращении возмущения отклонение выходной координаты зависит от а, т. е. от соотношения параметров контура, но длительность и вид переходного процесса по возмущению определяются только соотношением постоянных времени То н Тц (сплошные лниин на рис. 1-7, б). При T/T -> оо переходный процесс приблилсается к процессу в настроенной по ОМ системе с объектом в виде интегрирующего звена и пропорциональным регулятором, когда выходная величина с незначительным перерегулированием стремится к статической 1 2 3 4 [5] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 |