1

REGULATORY

1. Podstawowe wiadomości o regulatorach

zadania:

• porównanie wielkości mierzonej wielkości regulowanej z

wartością zadaną

• wytworzenie sygnału wyjściowego o wartości zależnej od

wartości zależnej od wartości uchybu regulacji, czasu

występowania uchybu i szybkości jego zmian

• zapewnienie sygnałowi wyjściowemu postaci i mocy

potrzebnej do uruchomienia urządzeń wykonawczych

2

Od dokładności nastawienia wartości zadanej zależy

bezpośrednio dokładność regulacji.

rodzaje regulatorów ze względu na rodzaj energii pomocniczej:

• elektryczne

• pneumatyczne

• hydrauliczne

rodzaje regulatorów ze względu na postać sygnału

wyjściowego:

• z sygnałem nieciągłym (regulator typu „włącz/wyłącz,

cyfrowe)

• z sygnałem ciągłym (P, PI, PD, PID)

rodzaje regulatorów ze względu zastosowanie:

• uniwersalne

• specjalizowane (np. tylko do regulacji temperatury)

•

3

2. Regulator proporcjonalny (P)

schemat układu regulacji temperatury z regulatorem typu P

4

Wartość niezerowego uchybu:

gdzie: K

o

– wzmocnienie obiektu regulacji, B – wartość skoku

sygnału zadanego lub zakłócenia (wówczas B = A·K

o

), K

p

–

wzmocnienie regulatora

• W układzie z regulatorem proporcjonalnym dokładność

regulacji jest tym większa, im większe jest wzmocnienie.

• Zastosowanie regulatora P zmniejsza wpływ zakłóceń

• Uchyb w regulatorze P jest proporcjonalny do zakłóceń i w

przybliżeniu odwrotnie proporcjonalny do wzmocnienia

regulatora

3. Regulator całkowy (typu I)

schemat układu regulacji temperatury z regulatorem typu I

5

6

4. Regulator proporcjonalno – całkowy (typu PI)

Rys. Regulator proporcjonalno-całkowy: a) schemat blokowy;

b) odpowiedź skokowa.

Dzięki zastosowaniu w regulatorach

PI elementu całkującego,

uchyb ustalony w układach z takimi regulatorami może być

sprowadzony do zera. Czas regulacji w układach z regulatorami

typu

PI jest dwukrotnie dłuższy, niż w układach z regulatorami

typu

P, ale jest znacznie krótszy, niż w układach z regulatorami

typu

I.

7

8

Warunkiem uzyskania uchybu zerowego regulacji w stanie

ustalonym jest zastosowanie regulatora, który przy

częstotliwości bliskiej zeru ma moduł transmitancji dążący

do nieskończoności.

5. Regulator proporcjonalno – całkowo - różniczkowy

(typu PID)

Rys. Regulator proporcjonalno-całkowo-różniczkowy:

a) schemat blokowy; b) odpowiedź skokowa

9

Rys. Charakterystyka modułu (amplitudowa) idealnego

regulatora PID (skala logarytmiczna)

Rys. Schemat blokowy regulatora PID z dodatnim i ujemnym

sprzężeniem zwrotnym obejmującym wzmacniacz.

10

6. Nastawy regulatorów

11

Nastawiane parametry:

• zakres proporcjonalności x

p

= (1/K

p

)100 w granicach

3-400%

• czas zdwojenia T

i

w granicach 3 s – 30 min

• czas wyprzedzania T

d

w granicach 0 – 15 min

12

7. Regulatory dwu i trójstawne

Regulacja dwustawna – na wyjściu regulatora

otrzymujemy sygnał przyjmujący dwa stany

0 i 1, którym

odpowiada wyłączanie i załączanie energii lub materiału

docierających do obiektu.

13

Regulacja trójstawna – oprócz 0 i 1 posiada trzeci

stan:

-1. Regulator taki można uzyskać stosując dwa

regulatory

dwustawne

z

przesuniętymi

charakterystykami.

14

15

16

Regulatory dwustawne z dynamicznym sprzężeniem

zwrotnym.

17

18

19

20

21