(926)274-88-54
Бесплатная доставка.
Бесплатная сборка.
График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
|
|
Звоните! (926)274-88-54 Бесплатная доставка. Бесплатная сборка. |
Ассортимент тканей График работы: Ежедневно. С 8-00 до 20-00. Почта: soft_hous@mail.ru |
  
|
Читальный зал --> Полупроводниковая схемотехнология Приравнивая коэффициенты уравнений (26.9) и (26.11), находим параметры регулятора: InCoRi 2пС, (26.12) 26.2.4. НАСТРАИВАЕМЫЕ ПИД-РЕГУЛЯТОРЫ При определении регуляторов различного типа мы исходим из того, что параметры объекта регулирования известны. Однако часто, особенно для медленных объектов, эти параметры измерить сложно. Как правило, эта цель достигается быстрее, если оптимизация регулятора производится экспериментально. Для этого необходима схема, для которой регулируемые параметры Ар, fi и fo можно варьировать независимо друг от друга. Как видно из (26.12) и (26.10), этим требованиям не удовлетворяют ни схема на рис. 26.14, ни схема на рис. 26.10, так как в них изменение Ар приводит к изменению граничных частот f, и /о. Напротив, в схеме, представленной на рис. 26.15, возможна независимая установка всех параметров. Комплексный коэффициент усиления для этой схемы записывается в виде (26.13) С помощью формулы (26.9) находим параметры регулятора: 2яС Д  27сс/Л/ (26.14) Настройку регулятора опять проиллюстрируем на примере объекта на рис. 26.15. Вначале ключ S нужно замкнуть, чтобы интегратор был выключен. Резистор Rp выводится на нуль, и дифференциатор также не функционирует, схема работает как чистый П-регулятор. Теперь подадим на задающий вход прямоугольный сигнал и рассмотрим поведение регулируемой величины X в переходном режиме. Величина Ар возрастает от нуля до уровня, при котором процесс установления происходит с незначительным затуханием (см. верхнюю осциллограмму на рис. 26.16). Это соответствует выбранному на диаграмме рис. 26.12 запасу по фазе в 15° без учета дифференциальной составляющей. На втором этапе, увеличивая R, уменьшают граничную частоту дифференциатора/, от бесконечности до значения, при котором достигается требуемое затухание (см. нижнюю кривую на рис. 26.16). На третьем этапе анализируют переходный режим отклонения регулируемой величишл W - X. После размыкания ключа S граничную частоту интегрирования / увеличивают до тех пор, пока время установления не станет минимальньт!. Соответствующие осциллограммы уже были приведены на рис. 26.8 и 26.9. Важнь ! преимуществом этого способа настройки является то, что оптимальная настройка регулятора достигается непо- Рис. 26.15. ПИД-регулятор с раздельно задаваемыми коэффициентами: 2nCiRj, 2яС/)Яо Рис. 26.16. Экспериментальная настройка линейного и дифференциального звеньев. средственно без итераций (рис. 26.12). С помощью полученных таким образом параметров регулятора можно рассчитать и простой ПИД-регулятор на рис. 26.14. 26.3. УПРАВЛЕНИЕ НЕЛИНЕЙНЫМИ ОБЪЕКТАМИ 26.3.1. СТАТИЧЕСКАЯ НЕЛИНЕЙНОСТЬ До сих пор мы исходили из того, что объект регулирования описывается уравнением X = AsY, т.е. что он линеен. Для многих устройств это условие не вьшолняется. В общем случае справедливо равенство X =/{¥). Однако при малых отклонениях относительно заданной рабочей точки Хд любой объект можно считать линейным, если его характеристика в окрестности этой точки постоянна и непрерывно дифференцируема. В этом случае используют дифферен- циальный коэффициент усиления as = dX/dY. Для диапазона малых сигналов справедливо соотнощение xxasy при X = {X - Хо) и у = (У- Уо). Теперь можно оптимизировать описанным способом регулятор для выбранной рабочей точки. Если, однако, изменения задающего параметра W велики, возникают осложнения: поскольку дифференциальный коэффициент усиления устройства а зависит от положения рабочей точки, переходный процесс изменяется в зависимости от W. Эту проблему можно решить, если перед объектом включить функциональную схему для линеаризации его характеристики, описанную в разд. 11.7.5. Соответствующая блок-схема показана на рис. 26.17. Если с помощью функциональной схемы реализуется функция У = J-1 Y) хо получается линейное уравнение устройства: . X =f{Y)=f[f-CY)]=Y, что и требуется. Если объект описывается, например, экспоненциальной зависимостью X = Ае\ необходимо использовать в качестве функциональной схемы логарифматор, для которого у=/-(Г) = In 26.3.2. ДИНАМИЧЕСКАЯ НЕЛИНЕЙНОСТЬ Второй вид нелинейности регулируемого объекта может быть вызван тем, что максимальная скорость нарастания сигна- Рис. 26.17. Линеаризация статического нелинейного объекта. Линеаризованный объект
воздействие Линеаризованное регулирующее воздействие Регулятор Ar Регулируемая величина Рассогласование W -О Задающий параметр ла ограничивается значением, которое нельзя превысить из-за возрастания задающего параметра. Этот эффект ограничения скорости нарастания уже рассматривали в разделе, посвященном операционньпи усилителям. В случае применения регуляторов с интегрирующим звеном при больших скачках управляющего сигнала могут появиться медленно спадающие выбросы большой амплитуды. Возникновение выброса можно объяснить следующим образом. Для оптимально отрегулированной интегрирующей части при малых скачках напряжения на выходе интегратора напряжение практически моментально достигает установившегося значения, при котором рассогласование равно нулю. Если удвоить амплитуду скачка, в линейном случае удваивается и скорость нарастания сигнала как на выходе объекта, так и на выходе интегратора. Более высокие значения достигаются за то же время. Рис. 26.18. Переходные характеристики регулируемой величины для объекта с .ограниченной крутизной нарастания сигнала. Верхняя кривая: характеристика для малого сигнала; средняя кривая: характеристика для большого сигнала; нижняя кривая: характеристика для большого сигнала при задающем параметре с ограниченной крутизной. Если, однако, сигнал объекта имеет ограниченную скорость нарастания, удваивается липц. скорость нарастания сигнала Рис. 26.19. Схема для ограничения скорости нарастания задающего параметра. Резисторы Rj. ограничивают усиление ф ОУ 1 и служат для коррекции схемы по JL частоте. Стационарное выходное напряжение U. = -U,. Максимальная скорость нарастания dUJdt = макс/С. на выходе интегратора. При этом сигнал на выходе регулируемого объекта достигает заданного значения значительно позже, и напряжение на выходе интегратора к этому моменту превышает нужное значение. В результате регулируемая величина оказывается значительно большей, чем заданное значение. Последующий спад длится тем дольше, чем сильнее было превышено стационарное значение на выходе интегратора. Время спада в таком нелинейном режиме возрастает с увеличением амплитуды перепада. Чтобы воспрепятствовать этому, можно настолько увеличить постоянную времени интегрирования (следовательно, понизить fiX что даже при больших скачках сигнала выбросы не будут появляться. Однако в области малых сигналов это приводит к существенному возрастанию времени установления (см. нижнюю кривую на рис. 26.9). Значительно выгоднее ограничить скорость нарастания задающего сигнала максимально возможным значением скорости нарастания сигнала на выходе объекта. При этом мы остаемся в линейном диапазоне работы, и возможное появление выбросов надежно исключается. Время установления для большого сигнала не возрастает, поскольку регулируемый параметр не может изменяться быстрее. Этот эффект очень ясно виден на осциллограммах рис. 26.18. Для ограничения скорости нарастания сигнала в принципе можно использовать фильтр, нижних частот. Но при этом уменьшилась бы ширина полосы для малых сигналов. Более благоприятная возможность иллюстрируется рис. 26.19. Когда на вход поступает скачок напряжения, выходной сигнал усилителя ОУ 1 достигает граничного значения диапазона регулирования 1/макс- Выходное напряжение
ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку. Звоните! Ежедневно! (926)274-88-54 Продажа и изготовление мебели. Копирование контента сайта запрещено. Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы. |