Автоматика тепловых процессов (стр. 4 из 5)
h(t) = K (1 –
).1 (t). (3)Определение параметров модели
Постоянная времени Т определяется как длина подкасательной, проведенной к кривой в точке t = t (рис. 12, а) или в точке перегиба t = tw (рис. 12, б). В этом случае вводится дополнительное запаздывание tд (рис. 12, б), а модель характеризуется эквивалентным запаздыванием.
tэ = t + tд.
Описанный метод является довольно грубым, его можно использовать для предварительной оценки свойств объекта.
Интерполяционный метод Ормана.
Пусть основное запаздывание уже выделено (рис. 10), начало координат смещено в точку t = t. Поребуем, чтобы переходная кривая модели проходила через точки А и В.
Подставляя координаты (tA, DyA) и (tB, DyB) точек А и В и t = tд в формулу (27), для Dy(t) получим систему из двух уравнений:
) Dх, 
) Dх.
, 
. 
Эффективность компенсации ступенчатого возмущения регулятором достаточно точно может характеризоваться величиной динамического коэффициента регулирования 
, а быстродействие – величиной времени регулирования.| Закон регулирования | П | ПИ | ПИД |
 | 6.5 | 12 | 7 |
где –
время регулирования, 
– запаздывание в объекте.Теоретически, в системе с запаздыванием, минимальное время регулирования
Руководствуясь таблицей можно утверждать, что наибольшее быстродействие обеспечивает П-закон управления. Однако, если коэффициент усиления П-регулятора
мал (чаще всего это наблюдается в системах с запаздыванием), то такой регулятор не обеспечивает высокой точности регулирования, т. к. в этом случае велика величина статической ошибки. Если имеет величину равную 10 и более, то П-регулятор приемлем, а если 
то требуется введение в закон управления интегральной составляющей.Наиболее распространенным на практике является ПИ-регулятор, который обладает следующими достоинствами:
1. Обеспечивает нулевую статическую ошибку регулирования;
2. Достаточно прост в настройке, т. к. настраиваются только два параметра, а именно коэффициент усиления
и постоянная интегрирования 
. В таком регуляторе имеется возможность оптимизации 
, что обеспечивает управление с минимально возможной среднеквадратичной ошибкой регулирования;3. Малая чувствительность к шумам в канале измерения (в отличии от ПИД-регулятора).
Для наиболее ответственных контуров можно рекомендовать использование ПИД-регулятора, обеспечивающего наиболее высокое быстродействие в системе. Обнако следует учитывать, что это условие выполняется только при его оптимальных настройках (настраиваются три параметра). С увеличением запаздывания в системе резко возрастают отрицательные фазовые сдвиги, что снижает эффект действия дифференциальной составляющей регулятора. Поэтому качество работы ПИД-регулятора для систем с большим запаздыванием становится сравнимо с качеством работы ПИ-регулятора. Кроме этого, наличие шумов в канале измерения в системе с ПИД-регулятором приводит к значительным случайным колебаниям управляющего сигнала регулятора, что увеличивает дисперсию ошибки регулирования и износ исполнительного механизма. Таким образом, ПИД-регулятор следует выбирать для систем регулирования, с относительно малым уровнем шумов и величиной запаздывания в объекте управления. Примерами таких систем является системы регулирования температуры.
При выборе типа регулятора рекомендуется ориентироваться на величину отношения запаздывания к постоянной времени в объекте
. Если 
то можно выбрать релейный, непрерывный или цифровой регуляторы. Если 
, то должен быть выбран непрерывный или цифровой, ПИ- или ПИД-регулятор. Если 
, то выбирают специальный цифровой регулятор с упредителем, который компенсирует запаздывание в контуре управления. Однако этот же регулятор рекомендуется применять и при меньших отношениях .6.3 Формульный метод определения настроек регулятора
Метод используется для быстрой, приближенной оценки значений параметров настройки регулятора для трех видов оптимальных типовых процессов регулирования.
Метод применим как для статических объектов с самовыравниванием (таблица 2.2), так и для объектов без самовыравнивания (таблица 2.3).
Таблица 5.
| Регулятор | Типовой процесс регулирования | ||
| апериодический | с 20% перерегулированием |  | |
| И |  |  | |
| П |  |  |  |
| ПИ |  |  |  |
| ПИД |  |  |  |
где T,
, 
– постоянная времени, запаздывание и коэффициент усиления объекта.В этих формулах предполагается, что настраивается регулятор с зависимыми настройками, передаточная функция которого имеет вид: