1tom211

-424

8. AUTOMATYKA I ROBOTYKA

Rys. 8.21. Wskaźniki jakości regulacji; prze regulowanie * = AJA₀> oscylacyjność

d = A jjA j

Oceniając właściwości częstotliwościowe URA, oczekuje się, by w paśmie roboczym uchyby częstotliwościowe były mniejsze od dopuszczalnych e_h < A_h [8.15]. W dziedzinie

częstotliwości istnieje wskaźnik M = max/!(«), gdzie A (co) jest modułem transmitancji

¹ <0

układu zamkniętego. Im większe jest M_p, tym większe jest przeregulowanic. Zaleca się zaprojektowanie serwomechanizmów na Me [1,1; 1,3].

Po zaprojektowaniu URA na zadane M nie jest potrzebne sprawdzanie zapasu stabilności [8.6; 8.15].

8.4.4. Wybór regulatora, dobór nastaw

Struktura dobrze dobranego regulatora zależy od dynamiki obiektu regulacji, a nie od jego natury fizycznej. Wybór wskaźnika jakości regulacji, według którego optymalizuje si nastawy regulatora, jest rzeczą arbitralną — zależną od wyczucia i doświadczeń projektanta URA. Wskaźnik jakości powinien w maksymalnym stopniu uwzględni wymagania technologa procesu automatyzowanego. Wybierając typ regulatora trze uwzględniać właściwości obiektu regulacji i wymagania stawiane URA. I ^ta{" '_v w przypadku obiektu inercyjnego z opóźnieniem: regulatory przerywne stosuje się P TJT< 0,01; regulatory' przerywne z korekcją dynamiczną — przy TJT< 0,1; reg^ula■ ciągłe PID i pochodne przyTJT< 1, a impulsowe lub predykcyjne przy TJT > U8 T— stała czasowa, T„ — opóźnienie.    _zlly

W przypadku serwomechanizmu elektrycznego, kiedy chcemy mieć układ ^asta-_a|_eży względem zakłóceń w postaci skoków momentu hamującego (tarcia Coulomba), n zastosować całkowanie w regulatorze położenia.    .gcji'

Ogólnie, w celu osiągnięcia dobrej dokładności dynamicznej i szybkości ^rcf,_szvCh należy dążyć do uzyskania jak najszerszego pasma roboczego, a w nim jak najwię^U'_vni wzmocnień układu otwartego [8.15]. Można to osiągnąć stosując regulator P ⁰

SMAGANIA STAWIANE UKŁADOM AUTOMATYCZNEJ REGULACJI

g.4. ________

mocnieniu lub regulator PI o mniejszym wzmocnieniu. Dodanie różniczkowania emulatorze umożliwia rozszerzenie pasma przenoszenia URA.

JUU '-‘J¹    -> ’ —— — ---- --------- ---- ——» — — —--------    —-------^ ------—s-----z

" Kryterium modułu lub symetrii. W warunkach eksploatacyjnych, do obiektów rzędu

^ 7 można zastosować praktyczne reguły Ziegler"    ^,ry xn K-^{u 10}--------

stawiania regulatorów P, PI i PID. Plegają one na:

" ^rp₀boru nastaw regulatorów PID itp. najlepiej dokonywać metodą symulacji analogo-■ ]_U|, cyfrowej. Jeśli nie ma takich możliwości, to można zastosować metody analityczne,

1)

doprowadzeniu URA z regulatorem typu P do granicy stabilności przez zmiany wzmocnienia regulatora, aż do osiągnięcia wzmocnienia krytycznego K„ i zmierzeniu okresu oscylacji T_x;

2)

obliczeniu nastaw wybranego typu regulatora na podstawie wzorow [8.6; 8.9]: dla regulatora typu P: K_r = KJ2; dla regulatora PI: K_r = 0,45K_cr, 7] = 0,85 T_os; dla regulatora PID: fC, = 0,6K„. 7] = TJ2, T_d - TJ8. Kryterium Pessena przewiduje dla regulatora PID: K_r = KJ5, T, = TJ3, T_d = TJ2.

Przedstawione reguły gwarantują dostatecznie duży zapas stabilności URA. Przebiegi przejściowe w układach tak nastawionych mogą jednak mieć dużą oscylacyjność (rys. 8.22).

Rys. 8.22. Przebiegi przejściowe e{t) w URA z obiektem inercyjnym z opóźnieniem i regulatorami PID wg [8.9]: a) przy w = 1 (r); b) przy

2 = Kr)

P, Pi, PID — nastawione wg Z-N; PID-ap. nastawiony na przebieg aperiodyczny o min (t_r)

"

Ir ™ \yj)/uw [nz.y wziasrającyui puięgacai uj.

by !;^r-^vterium symetrii natomiast polega na takim zaprojektowaniu struktury regulatora.

— ‘    ^1,J    *------*----—---r* try/_TP . i\/r„2/„Tn    , 1 \n ——

Kryterium modułu polega na dobraniu nastaw' regulatora tak, aby moduł układu n_e dętego A(co) « 1 w możliwie szerokim paśmie częstotliwości. Warunki matematycz-li pustawy regulatora wyprowadza się, przyrównując do zera kolejne współczynniki k-..^a    2(m)/3m przy wyrastających potęgach ca.

Witancja układu otwartego miała postać G„(s) = K(sT_t + l)/[s¹(sT₂ + l)], przy

1

Jest to możliwe, jeżeli obiekt jest minimalnofazowy (zera i bieguny leżą w LPP).