Читальный зал -->  Пневматические приборы низкого давления 

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

Несмотря на это, П-регулятор должен играть главенствующую роль и вот по каким причинам.

Если непрерывно уменьшать И-составляющую до тех пор, пока она совсем не пропадет, то ПИ-регулятор переходит в П-регулятор. Если уменьшать П-составляю-щую до ее исчезновения, то получится И-регулятор. Так можно придать абсолютную главенствующую роль сначала П-, а затем И-регулятору.

Чтобы составиты себе ясное представление, целесообразно сравнить между собой результаты регулирования с помощью И- и П-регуляторов на одном и том же объекте. Это очень легко сделать, если изобразить вместе полученные в обоих случаях кривые переходного процесса, как это сделано на фиг. 3.2.

Кривая переходного процесса

\ И-регилятор \

\г~Г==Осек

П-регулятор

-7x135 сек

£0

so\ 100 1го / г,сел

Фиг. 3.2. Начальный участок переходного процесса в объекте третьего порядка и процессы затухания колебаний при одинаковых возмущениях и при хорошо настроенных П- и И-регуляторах.

В этом случае период колебаний Т для П-регулято-ра составит около 40 сек, а для И-регулятора - примерно 135 сек. Отсюда следует, что П-регулятор работает

почти в четыре раза быстрее, чем И-регулятор. П-регулятор уже почти заканчивает свою работу, когда И-регулятор начинает ее по-настоящему. Кроме того, макси- мальное отклонение при регулировании И-регулятором в 2 раза больше по сравнению с максимальным отклонением для П-регулятора.

Это очень важный факт, однако на основании его еще нельзя сделать окончательного вывода о преимуществах того или иного типа регулятора, поскольку здесь разобран только один случай. Эти сомнения вполне правомочны, потому что для объекта второго порядка результаты регулирования с помощью И-регулятора значительно хуже, чем при помощи П-регулятора. С увеличением порядка объекта диспропорция между результатами становится меньше. Это показывает, что П-регулятор тем больше теряет свое превосходство, чем большую долю составляет чистое запаздывание по сравнению с общим запаздыванием. В предельном случае, когда есть только чистое запаздывание, а время переходного процесса равно О, И-регулятор будет даже лучше, чем П-регулятор, хотя скорость первого и будет несколько ниже.

Если исходить из того, что большинство объектов регулирования обладает чистым запаздыванием, инерционностью и временем переходного процесса, то можно прийти к выводу, что И-регулятор почти всегда работает медленнее П-регулятора, которому должна принадлежать главенствующая роль.

Можно П-регулятор сравнить с планировочной машиной, которая выравнивает какую-то территорию, в то время как И-регудятор напоминает рабочего, который медленно, но основательно удаляет лопатой все остающиеся неровности. Никто не стал бы посылать человека с лопатой вперед, и требовать от него такой же производительности, как от машины. Наоборот, стараются по возможности более продолжительное время обрабатывать территорию машиной, чтобы на долю рабочего с лопатой осталось как можно меньше.

Конечно, существует зависимость между устойчивостью и интенсивностью, с которой регулятор компенсирует возмущение, После того как исчерпаны возможно-

сти П-регулятора, его настраивают так, чтобы оставался запас устойчивости, а чтобы не ухудшалась устойчивость, долю И-регулятора уменьшают. Если так настроить И-регулятор, чтобы устойчивость была в пределах допустимой, надо снизить долю П-регулятора. Сравнение П-регулятора с планировочной машиной, а И-регулятора с рабочим, вооруженным лопатой, показывает, что возможности П-регулятора должны использоваться как можно полнее, в то время как И-регулятор должен настраиваться так, чтобы существенно не ухудшалась устойчивость.

Это является хорошей основой для экспериментов. Проведем несколько экспериментов на объекте третьего порядка.

Регулятор включается сначала как П-регулятор и настраивается таким образом, чтобы было получено X 1

Фиг. 3.3. Экспериментальное исследование вли.чний настроек ПИ-регулятора на затухание процесса регулирования

а-кривая колебаний при П-регуляторе, V; =5,3; б - кривая колебаний при пи-регуляторе, К; =5,3, Г = 50 сек; б - кривая колебаний при пи-регуляторе, Vц=Ъ,%. Г =37 сек; г - кривая колебаний при ПИ-регу-ляторе, =2,75, Г=30 сек.

среднее затухание (кривая а на фиг. 3,3). Затем добавляется И-составляющая, и время изодрома Т настраивается так, чтобы кривая переходного процесса при каждом колебании касалась линии заданного значения (кривая б). Теперь, чтобы ослабить действие П-регулятора, немного уменьшается V/?. Следствием этого является увеличение отклонения, так что время изодрома Тп может быть уменьшено. Чтобы -получить данные которые можно сравнивать, надо изменять Г до тех пор, пока нижние пики кривой переходного процесса не начнут касаться линии заданного значения. Так полу-

чается кривая в. Наконец, Vr уменьшается в 2 раза, а время изодрома Т настраивается так, чтобы кривая переходного процесса касалась линии заданного значения (кривая г).

Теперь можно оценить результаты эксперимента. Можно было бы определить площадь, образованную этими кривыми, с помощью планиметра, с тем чтобы получить точные значения, но для практических нужд такая оценка не нужна. Достаточно просто сравнить кривые между собой и сделать необходимые выводы.

После оценки результатов эксперимента можно установить, что тезис о главенствующей роли П-регулятора хотя и правилен, но часто не имеет большого значения. Чтобы это пояснить, нам хотелось бы поговорить о результатах эксперимента.

Кривая а представляет собой переходный процесс с хорошо настроенным П-регулятором, т. е. отношение амплитуд на этой кривой составляет примерно 0,5. Коэффициент усиления регулятора Vr был равен 5,3. Теперь при неизменной настройке П-регулятора добавляется И-составляющая, так чтобы нижние пики кривой переходного процесса касались оси абсцисс. Таким образом, нет переходов через ось абсцисс или линию заданного значения. При этом Г = 50 сек, период колебаний остался практически таким же, какой был при П-ре-гулировании. При следующем эксперименте было уменьшено почти на /з и поэтому Г можно было уменьшить до 37 сек. Так была получена кривая в. Затем Vr было уменьшено до 2,75, т. е. почти в 2 раза пО сравнению с первоначальным значением, следовательно, теперь можно Г уменьшить до 30 сек. (кривая г).

Все кривые отличаются друг от друга по максимальным значениям отклонений, по затуханию и периодам колебаний, и если нужно выделить лучшую кривую, то сделать это не очень просто. Это обстоятельство показывает, что не очень важно, какой из регуляторов играет доминирующую роль. Если рассмотреть кривую г, при построении которой и Vr и Тп были уменьшены в 2 раза, следует сказать, что оба регулятора работали в идентичных условиях. Однако к этому нужно кое-что добавить.

Наконец, уменьшают еще и получают кривую переходного процесса в.

Нетрудно заметить, что с уменьшением Vц затухание улучшается, хотя и не изменялось. Это является доказательством того, что на характеристики устойчивости ПИ-регулятора можно хорошо влиять с помощью только одного органа настройки и тем самым ПИ-регулятор сводится к регулятору с одной настройкой.

а\ 6\ в\

Фиг. 3.4. Экспериментальное исследование влияния коэффициента усиления V/? П-составляющей ПИ-регулятора на затухание процесса регулирования с объектом третьего порядка

а - кривая колебаний при ПИ-регуляторе, V/j = 5.3, Г-бО сек; б - кривая ко,лебаний при ПИ-регуляторе, V;=3,6, Т=Ж сек; s - кривая колебаний при ПИ-регуляторе. V; = 2,75, Т=50 сек.

Кривые, приведенные на фиг. 3.4, убедительно показывают, что следует отдать предпочтение П-регулятору. Затем после первоначальной настройки можно в любое время влиять на характеристики устойчивости путем вращения органа настройки У/?, а обслуживающий персонал должен знать, что при всех нарушениях устойчивости нужно крутить только головку настройки Vii- Может быть, стоит после первоначальной настройки закрыть головку установки Тп-

Существует еще одна очень важная причина, из-за которой стоит применять этот метод: во многих случаях появляются дополнительные затруднения с обеспечением устойчивости, объясняющиеся нелинейностями в контуре регулирования, например нелинейной характе-

ристикой клапана. Далее, с нелинейностью связано также изменение отношения коэффициентов усиления М kr регулируемого объекта, которое может быть скомпенсировано только за счет соответствующего изменения коэффициента усиления 1; регулятора. Таким образом, если возникают затруднения с обеспечением устойчивости из-за нелинейности, их можно устранять только изменением У , а не изменением Г .

Если ПИ-регулятор установлен специалистом, то неспециалисту по возможности не следует крутить головку настройки Г , в то время как даже дилетант может устранить нарушение устойчивости с помощью вращения головки Wr,.

При приблизительной предварительной оценке результатов, полученных с помощью ПИ-регулятора по характеристикам переходных процессов, можно сделать вывод, что обе составляющие регулятора - П-регулятор и И-регулятор - вместе работают хорошо.

Сначала определим обычным путем остаточную неравномерность П-регулятора, так как грубая неравномерность устранена. Гусеницы планировочной машины прошли по площадке, и идущий следом рабочий должен устранить только небольшие неровности, т. е. применительно к регулятору остаточную неравномерность. Скорость, с которой И-составляющая регулятора устраняет неравномерность регулирования, зависит от времени изодрома Г,г, которое должно быть равно примерно 4Г/ и может быть определено по кривой переходного процесса. Но Г - это постоянная времени процесса устранения неравномерности регулирования, который затухает по экспоненте. Таким образом, остающаяся неравномерность вследствие изодромного действия затухает по экспоненте с постоянной времени Тп- Приблизительное протекание экспоненты можно задать несколькими параметрами, потому что речь идет о переходном процессе в одноемкостной системе.

На фиг. 3.5 графически изображен процесс затухания.

Легко установить, что остаточное отклонение через время, равное 0,7 Г , уменьшится в 2 раза. Но 0,7 Г = = 0,7-4 2,8 Г;. Если округлить, то Г-ЗГ, т. е. по истечении времени, равного примерно ЗГ, остаточная

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

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.