Если в ПИД-режиме удается получить SM H H^0,08, па раметры настройки регулятора определены правильно, и с помощью настроечных приспособлений стабилизирую
щей связи Ts должно быть изменено таким образом, что бы получить значение s=0,06-=-0,08. Для ПИ - и П-регуля- торов любое значение s^0,08 может быть принято при настройке, если при этом не возникает автоколебаний во внутреннем контуре регулятора, хотя и для этих режимов
252
работы среднее число срабатываний контактов реле бу дет тем меньше, чем больше значение s.
Если 5М И Н ^0,08, регулятор находится вне ОНР и уста новка полученных для идеального регулятора параметров
Ти
,R±0,Q2
Ry0,2
Л |
OA |
|
'//<W, = |
1 |
|
'У/ |
|
|
|
|
_ r |
|
|
Toff |
0 x 0,1 0,2 0,3 0,b 0,5 |
0,H |
0,7 0.8 0,9 1 |
a) |
|
|
Рис. 6-14. Настройка времени интегрирования ПИ-ре- гулягора.
а - wo6 |
= коб |
е-тнт^ Р +1); |
* = тмт/ьоб ъ |
б - |
W 0 6 = |
« _ р т / ї " о в Р- R - |
Тмш'х- |
настройки приведет к существенному ухудшению качест ва регулирования, поэтому для этого случая можно вос пользоваться методикой, рекомендованной в § 2-2.
253
**
^= 0,1 <> 0,2
\ 0,6
Рис. 6-15. Настройка коэф фициента пропорционально сти ПИД-регулятора.
= k. |
a-W. |
о б - |
|
• ^ / ( Г ^ р + І ) ; |
|||
об г |
|||
|
= ^МИН^об*' |
||
•W.о б |
= |
е-РуТобр; |
|
r
Рис. 6-16. Настройка време ни интегрирования ПИД-ре гулятора.
а - І Г о б =
K = Ts*im?ko6x--
2 вГ)
Д ля регулятора РУ4-16А, если модель объекта ап проксимирована передаточной функцией первого порядка
с запаздыванием |
вида |
W o 6 ( p ) = |
k°&~px |
|
и л и |
ур0б(р) |
= |
|||
ё~рх |
|
|
|
|
Т0бР |
+1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
= |
, составлена упрощенная методика. При этом |
|||||||||
' |
обР |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вначале |
рассчитывается вспомогательный |
параметр |
R = |
|||||||
= Т*тж1 (^обт). По полученным |
значениям R |
и находят |
||||||||
параметры |
настройки |
регулятора |
по |
графикам |
на |
|||||
рис. |
6-13, |
6-14 |
для |
ПИ-регулятора |
и |
графикам |
па |
|||
рис. 6-15, |
6-16 для ПИД-регулятора. |
|
|
|
|
|||||
Методика |
расчета |
градуировочных приспособлений |
||||||||
в регуляторе по найденным значениям параметров на стройки приведена выше в этом параграфе. Градуировоч-
ная характеристика коэффициента |
пропорциональности |
||
регулятора приведена на рис. 6-7. |
Следует |
принять во |
|
внимание, что |
в регуляторе два диапазона |
изменения |
|
коэффициента |
пропорциональности. |
Причем |
на первом |
диапазоне значение TSMm зависит от коэффициента уси ления в прямом канале k7, который в свою очередь опре деляется положением ручки Статизм. Поэтому минималь ное значение 7, 5 М И Н = 0,5, найденное при k7=l, следует раз делить на значение &7 = 0-=-1. Примерная градуировочная характеристика k7 в зависимости от положения ручки Статизм приведена на рис. 6-7. Если коэффициент про порциональности регулятора мал и необходимо перейти на первый диапазон, следует одновременно с определени ем kv определить и значение k7 и, если Т8мпп теперь тако во, что значение R существенно изменилось, определить новое значение kp при новом R. Двух приближений обыч но бывает достаточно для определения параметров на стройки.
6-3. РЕГУЛЯТОР РУ4-26
Регулятор РУ4-26 осуществляет непрерывное управление исполни тельным механизмом. Выход регулятора подсоединяется к исполни тельному механизму БРМ-11, рассмотренному в предыдущей главе. Структурная схема регулятора в ПИ-режиме идентична регулятору РУ4-16А, т. е. усилитель и интегрирующий исполнительный механизм охвачены обратной связью в виде реального дифференцирующего зве на. Построение ПИД-регулятора осуществляется путем подключе ния к входу дополнительного дифференциатора. В результате на вход ПИ-регулятора поступают сигнал и производная от этого сигнала.
Аналогичная |
структурная схема рассматривалась нами в § 1-2 |
(см. рис. 1-7, |
а). |
255
а) ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Принципиальная схема регулятора приведена на рис. 6-17, функцио нальная — на рис. 6-18.
Входной сигнал от термопары поступает в измерительную схему ИС регулятора, где сравнивается с сигналом задания. Величина сиг нала задания определяется положением движка сопротивления R1 (ручка Задание), определяющего долю напряжения источника пита ния, снимаемого с измерительного моста.
Рис. 6-18. Функциональная схема регулятора РУ4-26.
Сигнал ошибки — разность сигнала термопары ТП и задания — подается в усилитель напряжения У1. В У1 сигнал модулируется частотой 50 гц в вибропреобразователе ВП, усиливается по напряже нию на трансформаторе Tpl и в двухкаскадном электронном усили теле, собранном на лампе Л1.
Электронный усилитель на двойном триоде (лампа Л1) состоит из двух каскадов усиления с постоянным анодным питанием. Между
каскадами |
имеется делитель напряжения |
(резистор |
R2), |
позволяю |
|||
щий ступенчато изменять коэффициент |
усиления. |
|
|
||||
Усиленный в |
У1 |
сигнал подается |
на |
первичную |
обмотку транс |
||
форматора |
Тр2, |
что |
обеспечивает появление на правой |
сетке лам |
|||
пы ЛЗ сумматора-усилителя СУ напряжения, пропорционального сиг налу ошибки. Одновременно сигнал ошибки поступает на левую сетку лампы Л2 дифференцирующего усилителя ДУ1. На лампе Л2 одно временно с усилением происходит выпрямление сигнала и сглажива ние его на конденсаторе С/ .
Выполненный по балансной схеме усилитель ДУ1 содержит в ка честве нагрузки реальное дифференцирующее звено C2-R6. Выход звена — напряжение на резисторе R6 также подается на сумматор (лампа ЛЗ), обеспечивая появление на левой сетке сумматора сиг нала постоянного тока, пропорционального скорости изменения сиг нала ошибки.
Балансировка усилителя ДУ1 при отсутствии входного сигнала обеспечивается резистором R5.
Сумматор — усилитель СУ представляет собой балансный уси литель, выполненный по схеме с разделенными катодами (лампа ЛЗ). Сумматор обеспечивает суммирование и усиление как постоянного,
17—681 257
так и переменного напряжения. Балансировка сумматора осуществ ляется при помощи резистора R3.
Назначение сумматора-усилителя — суммирование переменного напряжения, пропорционального величине ошибки с постоянным на
пряжением, пропорциональным |
производной |
от этого |
сигнала; |
эти |
|
два напряжения |
формируются |
в параллельных каналах. С этими |
|||
двумя сигналами |
на ЛЗ суммируется также |
поданное |
на левую |
сет |
|
ку напряжение постоянного тока, пропорциональное интегралу по
времени от величины |
ошибки. Это напряжение формируется в |
кана |
|||||||
ле обратной |
связи |
(см. ниже). |
|
|
|
||||
Доля |
выходного |
напряжения сумматора-усилителя, зависящая |
|||||||
от положения |
движка |
резистора R4 |
(ручка Чувствительность), |
||||||
поступает |
на |
вход |
усилителя |
мощности. УМ. Усилитель мощности |
|||||
в регуляторе |
|
собран |
на лампе |
Л5. Для управления исполнительным |
|||||
механизмом |
используется |
магнитный |
усилитель, включенный |
через |
|||||
концевые выключатели KB на выходе электронного усилителя. Анод |
|||||||||
ной нагрузкой обеих половин лампы Л5 служат управляющие |
обмот |
||||||||
ки магнитного усилителя. При появлении сигнала на обе еетки Л5
поступает постоянное |
напряжение |
противоположной |
полярности. |
||
При этом ток в одной |
половине лампы |
увеличивается, |
в |
другой — |
|
уменьшается. Сигнал |
постоянного |
тока |
усиливается |
по |
мощности |
и модулируется в магнитном усилителе. Двигатель начинает вра щаться и перемещать выходной вал исполнительного механизма. Од новременно с перемещением регулирующего органа перемещается движок резистора R11 обратной связи по положению ОСП выходного вала исполнительного механизма (в дальнейшем этот потенциометр заменен индукционным потенциометром). На выходе датчика обрат ной связи изменяется напряжение. Доля этого напряжения, завися щая от положения движка резистора R10 (ручка Диапазон пропор циональности) поступает на фазочувствительный балансный усили тель ДУ2 собранный на лампе Л4. На выходе ДУ2 включено реаль
ное дифференцирующее |
звено — конденсатор |
СЗ и резистор |
R8. |
Выходное напряжение звена через вторичную обмотку трансфор |
|||
матора Тр2 поступает на |
левую сетку сумматора-усилителя. Балан |
||
сировка ДУ2 осуществляется при помощи резистора R9 (ручка Кор |
|||
ректор интегратора). |
|
|
|
Введение дифференцирующего звена ДУ2 |
в цепь обратной |
свя |
|
зи по положению регулирующего органа позволяет формировать ин тегральную составляющую в законе регулирования.
Наряду с обратной связью по положению регулятор содержит стабилизирующую обратную связь СС, охватывающую усилитель мощности. Стабилизирующая обратная связь состоит из положи
тельной обратной связи по току ТТ и отрицательной |
обратной |
связи |
||||||
по |
напряжению ТН. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Выходное |
напряжение положительной |
и отрицательной |
обратной |
||||
связи суммируется на резисторе R7 и поступает на сетку правой по |
||||||||
ловины сумматора-усилителя. |
|
|
|
|
||||
|
Аналогичная схема |
стабилизирующей |
обратной |
связи применена |
||||
в регуляторе |
БРМ-21 |
(завода «Теплоприбор», г. Челябинск). В гл. 5 |
||||||
при |
анализе |
этого |
регулятора действие |
такой связи рассмотрено |
||||
более подробно. |
|
|
|
|
|
|
||
|
Как и в-регуляторе |
БРМ-11, стабилизирующая |
обратная |
связь |
||||
используется |
для ликвидации автоколебаний и уменьшения |
влияния |
||||||
изменения нагрузки на скорость перемещения исполнительного ме ханизма.
258