Основные законы регулирования в промышленных САР

1.

Министерство образования и науки Республики Казахстан
Карагандинский государственный технический университет
Кафедра АПП
РЕФЕРАТ
Дисциплина: «Линейные системы автоматического регулирования»
Тема: «Основные законы регулирования в промышленных САР»
Выполнила: ст. гр. АиУ-15-1
Курмангалиева А.Е.
Проверил: Сундет Г.Е.
2017

2. u(t) = F(x, g, f)

Под законом регулирования, или, в общем случае, законом
управления понимается математическая форма преобразований
задающих
воздействий,
возмущений,
воздействий
обратных
связей,
определяющих
управляющие воздействия u(t). Иными словами, это
функциональная зависимость, в соответствии с которой
управляющее устройство (УУ) формирует управляющее
воздействие u(t). Она может быть представлена в
следующем виде:
*

3. u(t) = F1(x) +F2(g) +F3(f)

*
Здесь первое слагаемое соответствует регулированию по
отклонению (принцип Ползунова-Уатта), второе и третье регулированию по внешнему воздействию (принцип
Понселе).

4.

Закон регулирования – это зависимость перемещения
регулирующего органа от отклонения регулируемой
переменной. Качество регулирования обеспечивается выбором
закона
регулирования.
Наибольшее
распространение
получили следующие 5 основных законов регулирования:
двухпозиционный;
пропорциональный (П);
интегральный (И);
дифференциальный (Д);
пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД).

5.

Система ручного регулирования уровня

6.

Двухпозиционный закон регулирования — это
«Двухпозиционное регулирование», которое называют
еще
«Старт-стопное
регулирование».
Чтобы
моделировать двухпозиционный режим регулирования,
оператор
на
рисунке
выше
устанавливал
бы
регулирующий клапан в одно из двух крайних
положений: или полностью открыт, или полностью
закрыт, то есть «включено» или «выключено». Так,
например, если уровень будет низким, оператор откроет
клапан полностью, чтобы вода могла наполнить
резервуар. Затем, как только вода достигнет желаемого
уровня, оператор полностью закроет клапан, чтобы
прекратить приток воды в резервуар.

7.

Чтобы
моделировать
пропорциональный
закон
регулирования, оператор непрерывно устанавливал бы
регулирующий
клапан
в
положение,
отвечающее
произошедшему на данный момент изменению уровня. Так,
например, если уровень понизился немного, оператор
откроет клапан немного; если уровень понизился еще
больше, оператор увеличит степень открытия клапана.
Наоборот, если уровень несколько повысится, оператор
уменьшит степень открытия клапана на соответствующую
величину. Таким образом, моделируя пропорциональное
регулирование, оператор непрерывно в соответствии с
изменением уровня изменяет положение клапана.
Регулирование уровня при этом будет выполняться более
эффективно, чем при простом открытии и закрытии
клапана. Когда изменения уровня прекращаются, оператор
прекращает позиционирование клапана.

8.

Система регулирования уровня с большой емкостью

9.

Рисунок выше иллюстрирует процесс, который может
требовать применения другого закона регулирования. Этот
процесс — тот же самый процесс поддержания уровня из
первого примера, отличающийся лишь тем, что емкость
резервуара много больше, в то время как питательная труба
остается той же самой. Это означает, что, когда оператор
открывает или закрывает клапан как прежде, оказывается
меньшее непосредственное влияние на уровень в резервуаре.
При увеличения уровня, пропорциональное регулирование
могло бы отработать воздействия, направленные на снижение
уровня, но действие не было бы достаточно быстрым, чтобы
поддерживать уровень внутри желательных ограничений.

10.

Чтобы
моделировать
закон
интегрального
регулирования, оператор продолжает открывать или
закрывать клапан так долго пока уровень отклоняется от
уставки в независимости от того происходят ли при этом
произвольные изменения уровня или не происходят. Так,
например, если уровень немного понизился, оператор
приоткроет клапан немного. Затем, даже если уровень
перестал изменяться, оператор продолжит открывать
клапан пока уровень не возвратится к заданному значению
(уставке).

11.

Закон дифференциального регулирования используется,
чтобы предотвратить чрезмерное отклонение регулируемой
переменной от уставки, вырабатывая корректирующее
воздействие пропорциональное скорости отклонения. Так,
моделируя дифференциальный закон регулирования,
оператор изменяет степень открытия регулирующего
клапана в соответствии со скоростью возрастания
отклонения уровня от уставки. Например, если уровень
начал понижаться, оператор быстро увеличит степень
открытия приточного клапана (при чем эти изменения
положения
клапана
большие,
чем
при
чисто
пропорциональном
законе
регулирования),
чтобы
замедлить скорость изменения уровня и, в конечном счете,
стабилизировать уровень. Если уровень начал быстро
понижаться, оператор должен быстро и значительно
открыть клапан, чтобы замедлить скорость падения уровня
и потом его стабилизировать.

12.

Последним
мы
рассмотрим
пропорциональноинтегрально-дифференциальный
закон
регулирования. Чтобы воспроизвести этот закон
регулирования,
оператор
изменяет
положение
регулирующего клапана в зависимости от величины
отклонения, скорости изменения и продолжительности
рассогласования. Другими словами, оператор в этом
случае объединяет пропорциональный, интегральный и
дифференциальный законы регулирования.