Где D – зона нечувствительности.

 

Передаточная функция в режиме ПИ–регулирования:

, (7.2)

 

где К_п – коэффициент пропорциональности; Т_и – постоянная времени интегрирования, с.

Величины К_п и Т_и выставляются с помощью соответствующих потенциометров расположенных на передней панели прибора Р-25, а определение их численных значений для конкретной CAP составляет основную задачу настройки регулятора.

Настройка параметров регулятора. В данной работе эта задача решается с помощью кривой разгона (переходной характеристики) объекта регулирования – нагревателя ЕК.

Напомним, что переходной характеристикой называется реакция объекта на входное воздействие, которое может быть представлено в виде единичной ступенчатой функции:

(7.3)

 

Для снятия переходной характеристики необходимо:

а) перевести регулятор в ручной режим управления;

б) включить тумблер SB1(2) в цепи нагревателя ЕК1(2);

в) выставить с помощью переключателя "больше - меньше" ток нагревателя I_ek=4А, что соответствует приращению входного воздействия
х = 90%;

г) отключить тумблер SB1(2) и в течение 5…10 мин продувать нагреватель воздухом от вентилятора до достижения комнатной температуры Θ_н;

д) не отключая вентилятор снова включить тумблер SB1(2) и снять динамику изменения температуры Θ(t) по шкале моста КСМ, делая отсчеты через каждые 5 секунд в начале опыта, а затем через 20 секунд от начального значения Θ(0) вплоть до достижения установившегося значения температуры Θ(∞).

Далее следует построить график нормированной переходной характеристики:

(7.4)

Этот график следует аппроксимировать теоретической зависимостью:

(7.5)

Такая аппроксимация соответствует передаточной функции объекта регулирования:

(7.6)

Расчёт параметров регулирования производится по формулам:

(7.7)

где t_n – координата точки перегиба графика y(t) (находится, как середина интервала времени, на котором имело место наибольшее приращение величины y(t)); – находится из графика рис.7.3.

Параметры регулятора вычисляются по формулам, приведённым в таблице 7.1 и с учётом вида типового переходного процесса.

 

Таблица 7.1. Оптимальные значения параметров ПИ–регулятора.

Регулятор	Вид переходного процесса
апериодический	с 20 % перерегулированием	минимальный интегральный критерий качества
ПИ

Примечание: Полученное по данной таблице значение К_п следует помножить на отношение времени прохода стандартного исполнительного механизма из одного крайнего положения в другое, равное 63 с и реального, в данном случае 21 с.

 

 

Рис. 7.3. Передняя панель прибора Р–25: 1–корректор; 2, 3, 4–коэффициенты передачи по каналам 3, 2, 1, соответственно; 5–задатчик; 6–зона нечувствительности; 7–скважность импульса; 8–коэффициент пропорциональности К_п; 9–постоянная времени интегрирования Т_и; 10–постоянная времени демпфера; 11, 12, 13–гнезда сигналов рассогласования, обратной связи и общая точка; 14 –переключатель режима работы; 15–тумблер "больше–меньше" режима ручного управления; 19 – переключатель режима регулирования (ПИ, релейный); 17, 18 – светоиндикаторы направления регулирующего воздействия.

Рекомендуемая литература

1. Бородин И.Ф., Кирилин Н.И. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов. – М.: Колос, 1977. – С. 116 – 121.

2. Загинайлов В.И., Шеповалова Л.Н. Основы автоматики. – М.: Колос, 2001. – С. 131 – 139, 182.

3. Колесов Л.В. Основы автоматики. – М.: Колос, 1984. – С. 159 – 165.

4. Мартыненко И.И., Лысенко В.Ф. Проектирование систем автоматики. – М.: Агропромиздат, 1990. – С. 116 – 143.

5. Ротач В.Я. Расчёт динамики промышленных автоматических систем регулирования. – М.: Энергия, 1973. – С. 344 – 354; 416 – 421.

6. Шавров А.В., Коломиец А.П. Автоматика. – М.: Колос, 2000. –
С. 158 – 172.

 

Контрольные вопросы: 1. Какое техническое устройство называется автоматическим регулятором? Дать определение и объяснить назначение. 2. Какие типы автоматических регуляторов Вы знаете? 3. Пояснить принцип действия позиционного (релейного) регулятора. 4. Пояснить принцип работы непрерывного регулятора (на примере ПИ-регулятора). 5. Что представляет из себя зависимость управляемой величины от времени при позиционном регулировании? 6. Что представляет из себя зависимость управляемой величины от времени при непрерывном регулировании? 7. Какие параметры являются параметрами настройки П-регулятора, И-регулятора, ПИ-регулятора, ПИД-регулятора? 8. Как определяются параметры настройки позиционного регулятора? 9. Как определить параметры настройки ПИ-регулятора? 10. Какие методы расчёта параметров настройки непрерывных регуляторов Вы знаете?

 

Лабораторная работа № 8