Файл: Штейнберг, Ш. Е. Промышленные автоматические регуляторы.pdf

ют величину средней квадратичной ошибки как при слу­ чайных сигналах, так и при скачках на входе. В послед­ нем случае увеличиваются также и динамическая ошиб­ ка и время переходного процесса. Влияние апериодиче­ ского балластного звена на переходные процессы иллю­ стрируется рис. 2-4.

3=0,2

5=0,02

Колебательное балластное звено приводит к возмож­ ному появлению дополнительного резонансного пика в амплитудно-частотной характеристике замкнутой систе­ мы (рис. 2-5). Переходный процесс при наличии второго резонансного пика в АЧХ замкнутой САР приведен на рис. 2-6. На этом же рисунке нанесен переходный про­ цесс для большего значения s, при котором второй ре­ зонанс практически не проявляется.

Колебательное балластное звено появляется при на­ личии инерции в усилителе регулятора и в некоторых структурных схемах ПИД-регуляторов. Такое балласт­ ное звено имеет в ПИД-режиме регулятор РУ4-16. Ме­ тодика его расчета настройки в этом режиме будет при­ ведена в § 6-2.

60

Рис. 2-5. Амплитудно-частотная ха­ рактеристика замкнутой САР с ПИД-регулятором при различных значениях 5.

Рис. 2-6. Переходные процес­ сы в замкнутой САР с ПИД-регулятором при раз­ личных s(W06 = e—РХ /Гобр; т/Го б = 2).

а) РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ НАСТРОЙКИ РЕГУЛЯТОРОВ С АПЕРИОДИЧЕСКИМИ БАЛ­ ЛАСТНЫМИ ЗВЕНЬЯМИ

Остановимся на методике расчета настройки регулято­ ра с апериодическим балластным звеном. Учитывая ха­ рактер влияния онериодических звеньев на качество, их постоянные времени следует делать как можно меньше. Поэтому расчет настройки следует вести при характери­ стиках усилителей и паразитных инерционных звеньев, обеспечивающих минимальное значение постоянных вре­ мени балластных звеньев регулятора. Чем меньше эти постоянные, тем меньше отличается от единицы коэф­ фициент усиления балластного звена. Для каждой кон­ кретной конструкции известны постоянные или настраи­

определяют характеристики балластных звеньев. Следо­ вательно, известны и значения этих параметров, обеспе­ чивающих минимальное значение постоянных времени балластного звена. Заметим, что при известных значе­ ниях Гіг.м..., k\, k2... известны соотношения между пара­ метрами балластных звеньев su s2 и т. д. Поэтому пе-

61

редаточная функция балластного звена для конкретного типа регулятора зависит только от одного параметра s.

Расчет настройки основных параметров удобно вы­ полнить графо-аналитическим методом, используя обыч­

[Л. 4, 5] .

Основное исходное уравнение для построения грани­

ют расширенными. Выберем т из условий заданной сте­ пени колебательности. Обычно принимают т = 0 , 2 2 ч - 0,37. Построение линии равного затухания целесооб­ разно выполнить в следующей последовательности. Пред­

которое определяет значения искомого параметра и час­ тоту основной колебательной составляющей Q. Линия равного затухания в этом случае превращается в точку. Рассмотрим методику построения Л Р З для САР с регу­ лятором, имеющим два параметра настройки. Аналити­ ческое решение системы уравнений (2-2) относительно неизвестных параметров обычно неразрешимая задача. Поэтому проведем это решение графо-аналитическим методом.

62

3.Построим графики функций

иwo5(il*)

исемейство кривых

„ М р U Q l ) ^ o 6 ( ° I )

63

7. Проведя такое же построение при другом значении

максимума Л Р З . При случайном сигнале минимум инте­ гральной квадратичной оценки тем больше смещается вправо, чем больше смещается в область высоких частот спектр возмущающего воздействия.

ПИД-регулятор имеет три параметра настройки — kp, Т-а и Гд. Поэтому построение Л Р З для САР с таким ре­ гулятором проводится при постоянном значении d = TKjTn. В § 1-2 показано, что в ряде структурных схем ds=:0,25. В большинстве случаев с точки зрения качества в САР не следует устанавливать большее значение d, так как средняя квадратичная ошибка с увеличением d при низ­ кочастотных возмущениях уменьшается незначительно, а область устойчивости системы значительно суживает­ ся, т. е. САР становится более чувствительной к измене­ ниям характеристик объекта. На рис. 2-8 приведены гра-

64