REGULACJA DWUPOŁOŻENIOWA

Cel i zakres stosowania regulacji dwupołożeniowej

Układ regulacji dwupołożeniowej to układ w którym wielkość wyjściowa regulatora może przyjmować tylko dwie stabilne wartości sygnału. Najlepsze rezultaty daje zastosowanie regulatorów dwupołożeniowych w przypadku obiektów o dużej inercji (bezwładności), dlatego najczęściej bywają stosowane przy regulacji procesów cieplnych, regulacji poziomu cieczy.

Charakterystyka statyczna idealnego i rzeczywistego przekaźnika dwupołożeniowego i przebiegu regulacji układu z obiektem inercyjnym 1 rzędu bez i z opóźnieniem

błąd średni regulacji

Różnica między wartością zadaną sygnału oraz wartością sygnału wyjściowego

e(t) = r(t) − y(t)

r(t)- wartość zadana czyli wartość sygnału wejściowego, informująca regulator o pożądanej wartości sygnału wyjściowego

cel stosowania korekcji

W przypadku występowania dużych amplitud oscylacji wielkości regulowanej stosuje się korekcję. Korekcja polega na zwiększeniu przełączeń regulatora, co powoduje zmniejszenie amplitudy wielkości regulowanej.

metody korekcji przekaźników dwupołożeniowych

• korekcja szeregowa- regulator dwustawny PD

polega na włączeniu przed przekaźnikiem członu proporcjonalno- różniczkującego o transmitancji: G_r(s) = k_r(1+T_rs) przez co zyskuje się wzrost częstotliwości przełączeń, a zatem zmniejszenie amplitudy oscylacji wielkości regulowanej- rozrzutu regulacji w stanie ustalonym. Można w ten sposób uzyskać dwukrotny wzrost częstotliwości przełączeń.

• korekcyjne sprzężenie zwrotne wokół przekaźnika

tworzy się wówczas w układzie dodatkowy obwód drgający na wyższej częstotliwości, linearyzujący własności przekaźnika. Najczęściej w torze sprzężenia zwrotnego umieszcza się człon inercyjny 1 rzędu o transmitancji: $G_{k}\left( s \right) = \frac{k}{sT_{1} + 1}$

• regulator dwustawny PID
  Nie likwiduje uchybu ustalonego, ale poprawia jakość regulacji. Likwidację błędu w stanie ustalonym zapewnia natomiast astatyzm wnoszony przez dwustawny regulator typu PID.

wpływ korekcji na dokładność regulacji

W układzie regulacji z korekcją pojawiają się oscylacje prawie niezależne od własności obiektu regulacji , lecz obarczone znacznym błędem regulacji eśr. Ich częstotliwość zależy od szerokości strefy histerezy regulatora i stałych czasowych korekcyjnego sprzężenia zwrotnego.

regulatory wibracyjne i impulsowe

regulator impulsowy jest regulatorem o działaniu nieciągłym. Wielkość regulująca zostaje poddana w jego członie kształtującym modulacji impulsowej. Może przyjmować ona dwie wartości u_max i u_min, czas trwania na wyjściu regulatora wartości u_max wynosi t_a, a czas utrzymania się wartości u_min wynosi t_b. Okresem impulsowania nazywamy: T=t_a+t_b. Działanie regulatora polega na tym, że w funkcji odchylenia regulacji e, zmienia się liniowo współczynnik wypełnienia impulsów A:

$$A = \frac{t_{a}}{t_{a} + t_{b}}*100\%$$

regulator wibracyjny

Regulator ten ma trzy styki, z których zewnętrzne 1 i 3 są nieruchome. Dopóki napięcie

alternatora nie wymaga regulacji, styki 1 i 2 są zwarte. Prąd wzbudzenia płynie w obwodzie,

w którym znajduje się tylko rezystancja uzwojenia wzbudzenia. Przy dalszym wzroście

napięcia następuje rozwarcie styków 1 i 2 pierwszego stopnia regulacji. W obwód

wzbudzenia zostaje włączony rezystor dodatkowy R2. Jeśli prędkość obrotowa nadal

wzrasta, wzrasta również napięcie alternatora i rozpoczyna się praca na drugim stopniu

regulacji. Styki 2 i 3 tego stopnia zwierają się i rozwierają. Przy zwarciu styków następuje

dołączenie wyprowadzonego uzwojenia wzbudzenia 67 do masy. Ponieważ drugi koniec

uzwojenia wzbudzenia jest na stałe połączony z masą, następuje gwałtowne zmniejszenie

wzbudzenia i dzięki temu napięcie alternatora nie może wzrosnąć ponad określoną wartość