regulatory - Co i gdzie?

REGULATORY
1. Podstawowe wiadomości o regulatorach
zadania:
• porównanie wielkości mierzonej wielkości regulowanej z
wartością zadaną
• wytworzenie sygnału wyjściowego o wartości zaleŜnej od
wartości zaleŜnej od wartości uchybu regulacji, czasu
występowania uchybu i szybkości jego zmian
• zapewnienie sygnałowi wyjściowemu postaci i mocy
potrzebnej do uruchomienia urządzeń wykonawczych
1
Od dokładności nastawienia wartości zadanej zaleŜy
bezpośrednio dokładność regulacji.
rodzaje regulatorów ze względu na rodzaj energii pomocniczej:
• elektryczne
• pneumatyczne
• hydrauliczne
rodzaje regulatorów ze względu na postać sygnału
wyjściowego:
• z sygnałem nieciągłym (regulator typu „włącz/wyłącz,
cyfrowe)
• z sygnałem ciągłym (P, PI, PD, PID)
rodzaje regulatorów ze względu zastosowanie:
• uniwersalne
• specjalizowane (np. tylko do regulacji temperatury)
•
2
2. Regulator proporcjonalny (P)
schemat układu regulacji temperatury z regulatorem typu P
3
Wartość niezerowego uchybu:
gdzie: Ko – wzmocnienie obiektu regulacji, B – wartość skoku
sygnału zadanego lub zakłócenia (wówczas B = A·Ko), Kp –
wzmocnienie regulatora
• W układzie z regulatorem proporcjonalnym dokładność
regulacji jest tym większa, im większe jest wzmocnienie.
• Zastosowanie regulatora P zmniejsza wpływ zakłóceń
• Uchyb w regulatorze P jest proporcjonalny do zakłóceń i w
przybliŜeniu odwrotnie proporcjonalny do wzmocnienia
regulatora
3. Regulator całkowy (typu I)
schemat układu regulacji temperatury z regulatorem typu I
4
5
4. Regulator proporcjonalno – całkowy (typu PI)
Rys. Regulator proporcjonalno-całkowy: a) schemat blokowy;
b) odpowiedź skokowa.
Dzięki zastosowaniu w regulatorach PI elementu całkującego,
uchyb ustalony w układach z takimi regulatorami moŜe być
sprowadzony do zera. Czas regulacji w układach z regulatorami
typu PI jest dwukrotnie dłuŜszy, niŜ w układach z regulatorami
typu P, ale jest znacznie krótszy, niŜ w układach z regulatorami
typu I.
6
7
Warunkiem uzyskania uchybu zerowego regulacji w stanie
ustalonym
jest
zastosowanie
regulatora,
który
przy
częstotliwości bliskiej zeru ma moduł transmitancji dąŜący
do nieskończoności.
5. Regulator proporcjonalno – całkowo - róŜniczkowy
(typu PID)
Rys. Regulator proporcjonalno-całkowo-róŜniczkowy:
a) schemat blokowy; b) odpowiedź skokowa
8
Rys. Charakterystyka modułu (amplitudowa) idealnego
regulatora PID (skala logarytmiczna)
Rys. Schemat blokowy regulatora PID z dodatnim i ujemnym
sprzęŜeniem zwrotnym obejmującym wzmacniacz.
9
6. Nastawy regulatorów
10
Nastawiane parametry:
• zakres proporcjonalności xp = (1/Kp)100 w granicach
3-400%
• czas zdwojenia Ti w granicach 3 s – 30 min
• czas wyprzedzania Td w granicach 0 – 15 min
11
7. Regulatory dwu i trójstawne
Regulacja
dwustawna
–
na
wyjściu
regulatora
otrzymujemy sygnał przyjmujący dwa stany 0 i 1, którym
odpowiada wyłączanie i załączanie energii lub materiału
docierających do obiektu.
12
Regulacja trójstawna – oprócz 0 i 1 posiada trzeci
stan: -1. Regulator taki moŜna uzyskać stosując dwa
regulatory
dwustawne
z
przesuniętymi
charakterystykami.
13
14
15
Regulatory dwustawne z dynamicznym sprzęŜeniem
zwrotnym.
16
17
18
19
20
21