Воздействие по производной

Изучаемые системы управления предназначены для подавления динамической составляющей сигнала измерения при помощи введения в закон регулирования воздействия по производной. Модели устройств такого принципа действия уже исследовались в [2] и оказались недостаточно точными и быстродействующими из-за отсутствия блока усиления выходного сигнала. [c.4]

В трехимпульсной схеме (см. рис. 10.5,6) на регулятор, помимо регулируемой величины h, поступают сигналы по расходу пара из котла Md и по расходу питательной воды Mw Схема учитывает изменение расхода питательной воды как при регулирующем, так и при возмущающих воздействиях. Динамические свойства соответствующих датчиков (измерительных органов) отражены кривыми разгона 6 и 7, а исполнительного механизма — кривой 9. Нами было принято, что это инерционные звенья с постоянными времени Тт и соответственно. В рассматриваемой системе целесообразно использовать П- или ПИ-регулятор. В связи с тем, что действие основных малоинерционных возмущений аналогично воздействию по производной, введение в закон регулирования Д-воздействия в общем бесполезно. [c.238]

Устойчивость процесса регулирования при ПИ-ре-гуляторе с воздействием по производной достигается при относительно меньших статических коэффициентах усиления системы регулирования (частота — скорость главного сервомотора), чем у изодромных ПИ-регуляторов. [c.85]

ИНТЕГРАЛЬНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ И ВОЗДЕЙСТВИЕ ПО ПРОИЗВОДНОЙ [c.26]

Воздействие по производной часто применяется совместно с пропорциональным регулятором для увеличения быстродействия системы. Увеличивая выходной сигнал регулятора при быстром изменении ошибки, воздействие по производной упреждает эффект больших изменений нагрузки и уменьшает максимальную ошибку. Уравнение идеального рег лятора с тремя видами воздействия имеет вид [c.27]

Воздействие по производной обычно используется совместно с пропорциональным или с пропорционально-интегральным регулирующими воздействиями. Величина воздействия по производной обычно изменяется при изменении коэффициента усиления. При этом передаточ- [c.111]

Хотя уравнение (4-60) и не включает Г или Гп, увеличение постоянной времени интегрирования или постоянной времени дифференцирования позволяет увеличить максимальный коэффициент усиления и, следовательно, приводит к увеличению критической частоты. Если воздействие по производной достаточно велико, то теоретически система будет устойчива при любых значениях коэффициента усиления регулятора. [c.112]

Рис. 4-17. Влияние воздействия по производной на вид переходного процесса при ступенчатом изменении нагрузки.

Отметим, что введение воздействия по производной приводит к уменьшению максимального отклонения и периода колебаний. Одновременно в 3,7 раза уменьшается интеграл модуля ошибки. [c.113]

Если система содержит большое запаздывание, то введение воздействия по производной дает незначительный эффект. Вопрос целесообразности применения воздействия по производной в этом случае лучше всего решать по частотным характеристикам системы. Воздействие по производной, как правило, не применяется в быстродействующих системах регулирования, таких как системы регулирования расхода или давления, так как в этих системах обычно имеет место шум, который усиливается каналом производной (см. гл. 13). [c.113]

Проблема пуска. Воздействие по производной может способствовать уменьшению перерегулирования в начале периодического процесса. Представьте себе реактор, [c.113]

Выбор величины воздействия по производной. Величина постоянной времени дифференцирования выбирается по частотным характеристикам объекта регулирования. В случае, если объект состоит из нескольких включенных последовательно элементов первого порядка и угол опережения регулятО ра на критической частоте составляет 45°, критическая частота может быть увеличена в 1,5—3 раза. Зто соответствует ю,ф7п=1, и фактический коэффициент усиления регулятора при этом будет 1,5/Ср. [c.160]

Значение наклона кривых на диаграмме Боде. Степень улучшения качества регулирования при введении воздействия по производной зависит от наклона фазо-и амплитудно-частотных характеристик около критической частоты. Если наклон фазо-частотной характеристики относительно невелик, то вводимое регулятором опережение по фазе вызывает значительное изменение критической частоты. Если в то же время амплитудно-частотная характеристика наклонена под большим углом, то даже незначительное увеличение критической частоты приводит к существенному увеличению максимального коэффициента усиления. Если объект состоит только из элементов первого порядка с различными постоянными времени, то оба эти условия имеют место и введение воздействия по производной в несколько раз улучшает качество регулирования. Рассмотрим в качестве примера объект, постоянные времени которого равны 100 50 1 и 0,5 сек. При работе в системе пропорционального регулятора каждая из двух наибольших постоянных времени обеспечивает на критической частоте угол отставания 85—90°, который незначительно изменяется с изменением частоты. Меньшие постоянные времени добавляют отставание по фазе от 5 до 10°, и эти значения при увеличении частоты изменяются также незначительно. Таким образом, введение регулятором [c.164]

Для получения интегрального воздействия параллельно входному конденсатору устанавливается сопротивление (рис. 6-15). До тех пор пока имеется входной сигнал (разность между заданным и текущим значениями регулируемой переменной), через входные сопротивления протекает ток и усилитель продолжает заряжать конденсатор обратной связи, что приводит к изменению выходного напряжения. Для введения воздействия по производной требуется еще один усилитель или специальный контур, аналогичный изображенному на рис. 6-15. [c.181]

В рассмотренном регуляторе Сг примерно в 20 раз превышает Сз. При этом максимальный угол опережения оказывается равным 65° и максимальный коэффициент усиления благодаря введению воздействия по производной увеличивается в 20 раз. [c.183]

Какова должна быть оптимальная величина постоянной времени дифференцирования Насколько при этом улучшается качество регулирования Можете ли Вы привести пример, когда введение воздействия по производной дает значительно больший эффект [c.184]

При введении воздействия по производной постоянная дифференцирования Гп должна быть равной 3 сек, однако чисто пропорциональное воздействие дает почти такой же результат, так как инерция теплообменника почти в 10 раз больше инерции клапана. Компенсация должна уменьшить ошибку регулирования на 80—90% при малых изменениях нагрузки, а при больших возмущениях — только на 60—70% из-за изменения Кь при изменении расхода. [c.229]

В датчиках для частичной компенсации инерционности чувствительного элемента используется воздействие по производной. Передаточная функция термобаллона, описываемого уравнением первого порядка, имеет вид [c.319]

В качестве регулятора вспомогательного контура 5 применяют П-, ПИ- и ПД-регуляторы. Если температура пара на входе сильно зависит от нагрузки, то введение воздействия по производной нецелесообразйо. Основной регулятор 7 может быть только ПИ- или ПИД-регу- [c.270]

Чувствительный элемент и стабилизирующие устройства (нзодромное устройство, устройство воздействия по производной) находятся только в групповом регуляторе скорости. Такая система регулирования получила название системы группового регулиро- [c.8]

Теоретические статьи по регулированию начали появляться к 1930 г. Так, в статье Гребе, Баунди и Чер-мака (Л. 1] были рассмотрены некоторые вопросы регулирования величины pH и отмечена целесообразность использования регуляторов с воздействием по производной. Ивановым [Л. 2] были введены понятия потенциального отклонения и потенциальной коррекции, которые легли в основу количественного исследования систем автоматического регулирования. В работах Каллендера, Хартри, Портера и Стивенсона [Л. 3, 4] исследовалось влияние запаздывания на устойчивость и качество работы систем регулирования. [c.11]

Введение регулирующего воздействия по производной не изменяет порядка характеристического уравнения. Это, например, следует пз передаточной функции системы, изображеииой на рис. 4-16, [c.111]

Последнее уравнение аналогично уравнению (4-54), и к нему можно применить соответствующее преобразование [уравнение (4-55)]. Воздействие по производной увеличивает устойчивость системы и допускает установку большего значения коэффициента усиления регулятора или меньщего значения постоянной времени интегрирования. Так, при этом минимальное значение времени изодрома, найденное из условий устойчивости системы, равно [c.112]

Воздействие по производной увеличивает также устойчивость систем, содержащих трехъ (и более) емкостные объекты. В случае идеального регулятора система, содержащая трехъемкостпый объект, может быть сделана устойчивой при любых значениях коэффициента усиления путем установки на регуляторе большой постоянной времени интегрирования и времени предварения, большего, чем наименьшая постоянная времени. Хотя идеальных регуляторов пе существует, введение в регулятор воздействия по производной в системе, содержащей в основном элементы первого порядка, значительно [c.112]

Для того чтобы не произошло перерегулирования, регулирующий клапан должен начать прикрываться при температуре, на несколько градусов меньшей заданного значения. Величина этой температуры определяется значениями постоянных времени системы и скоростью изменения температуры около заданного значения. Такое опережающее воздействие может быть осуществлено при помощи каскадного регулятора, в котором сигнал поступает сначала в пропорционально-дпфференциальный блок, а затем в интегральный блок. Сигнал на входе в интегральный блок и выходной сигнал регулятора благодаря воздействию по производной начинает изменяться до того, как температура достигнет заданного значения. К сожалению, в большинстве распространенных пневматических регуляторов (один из которых изображен на рис. 6-9) воздействие по интегралу и по производной осуществляется в параллельных каналах и со- [c.114]

Как показано на рис. 6-4, коэффициент усиления регулятора на очень низких частотах равен Кр, а на очень высоких /СрОзГп. Асимптоты пересекаются при со7п=1 на этой частоте фактический коэффициент усиления превышает номинальный в 1,41 раза. Таким образом, введение в закон регулирования интегрального воздействия или воздействия по производной приводит к тому, что на некоторых частотах фактический коэффициент усиления регулятора оказывается больше номинального. Преимущество использования воздействия по производной состоит в том, что при его введении регулятор вносит в систему опережение по фазе, которое изменяется от нуля на низких частотах до 90° на высоких [c.160]

Постоянная времени воздействия по производной может быть также определена по значению предельного периода колебаний, кото рые имеют место при работе в системе пропорционального регулятора. В работе Циглера и Никольса [Л. 1] предлагается для регулятО ра с тремя видами регулирующего воздействия принимать 7п=7 пр/8. Если период колебаний в системе с пропорциональным регулятором в 1,5 раза больше, чем соответствующий пб риод в системе с пропорционально-дифференциальным регулятором, то эта рекомендация соответствует [c.162]

Максимальный допустимый коэффициент усиления может быть получен при значении постоянной времени дифференцирования около 2 мин, что соответствует С0кр7 п=2 или углу опережения регулятора 60°. Использование воздействия по производной позволяет увеличить вдвое коэффициент усиления. Критическая частота при этом также удваивается, в результате величина критерия качества регулирования уменьшается примерно в 4 раза. Для получения максимального значения произведения (йкр/Сианс следует установить значение постоянной времени дифференцирования порядка 3 мин. [c.164]

Воздействие по производной дает значительно меньший эффект в слу-чае, если фазо-частотная характеристика падает круто, а амплитудно-частотная характеристика почти горизонтальна, что имеет место при наличии большого запаздывания в объекте. Для таких объектов преимущество (если вообще оно имеет-ся) от введения воздейст-ВИЯ по производной вы-ражается прежде всего в некотором увеличении критической частоты. [c.165]

Если критерием качества работы системы служит максимальное значение Шкр/Смакс, то оптимальное значение постоянной времени дифференцирования составляет 1 мин, что соответствует й)кр7 ц=0,5. Качество регулирования при этом только на 10% выше, чем при работе в системе пропорционального регулятора. Такое незначительное улучшение вряд ли оправдывает введение воздействия по производной. Если бы постоянная времени дифференцирования была выбрана таким образом, чтобы угол опережения регулятора составлял 60 , что являлось оптимальным в предыдущем примере, то качество регулирования было бы хуже, чем в случае, когда воздействие по производной вообще не вводится. [c.166]

Неустойчивости, которая возникает при введении слишком большого воздействия по производной, можно избежать, если дроссели иитепральной и дифферен- [c.175]

Качество работы системы регулирования определяется свойствами объекта, характеристиками регулятора, а также точкой приложения и величиной возмущения. Иногда качество простой одноконтурной системы регулирования можно существенно улучшить с помощью сравнительно небольших усовершенствований, таких как уменьшение запаздывания или одной из меньших постоянных времени, использование позиционера для улучшения характеристики клапана, введение в регулятор дополнительного воздействия по производной. Если и после этого качество работы системы остается неудовлетворительным из-за больших неконтролируемых изменений нагрузки, следует рассмсгреть возможность использования более сложных систем регулирования. [c.205]

При введении воздей-ствия по производной опережение по фазе, свойственное регуляторам такого типа, приводит к стабилизации системы. При этом рекомендуются больщее значение коэффициента усиления и рленьшее значение постоянной времени интегрирования. Значения параметров настройки, рекомендуемые уравнением (9-3), не отражают того значительного улучшения качества работы системы, которое обеспечивается введением в регулятор воздействия по производной. Так, для многоемкостных объектов применение воздействия по производной [Л. 1] позволяет удвоить максимальный и, следовательно, оптимальный коэффициент усиления (см. также пример 6-2). Напомним, однако, что если объект обладает большим запаздыванием, то воздействие по производной не обеспечивает сколько-нибудь существенного улучшения качества процесса. Так что общие правила для определения настройки дифференциальной составляющей несколько консервативны. [c.238]

В некоторых регуляторах старых конструкций постоянная времени интегрирования не может быть установлена меньше 6 сек. Эти регуляторы значительно менее пригодны для работы на малоинерционных объектах, чем регуляторы новых разработок, у которых минимальное значение постоянной времени интегрирования составляет 0,3 сек. В системах регулирования расхода необходимо, как правило, вводить интегральное воздействие, так как максимальный коэффициент усиления регулятора обычно низок и при возмущении по нагрузке имеет место большая остаточная неравномерность. Воздействие по производной вводить не рекомендуется, так как оно способствует усилению влияния высокочастотных помех. В некоторых случаях для регулирования расхода устанавливают иропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор с полностью выведенным воздействием ио производной. Этого делать не следует, так как у некоторых регуляторов при этом остается время воздействия по производной, равное 0,1 мин. Простейший регулятор, разработанный главным образом для работы з системах регулирования расхода и предназначенный для установки на клапане [Л. 6], имеет фиксированный диапазон пропорциональности (250%, или р = 0,4) и регулируемый диапазон времени интегрирования 1—50 сек. [c.346]

При отборе импульса на первой тарелке контур регулирования содержит только два элемента первого поряд,ка, и при нспользованпи в схеме пропорционального регулятора система всегда устойчива. В реальной системе датчик состава вводит в систему запаздывание, и отставание по фазе может оказаться больше 180°. При отборе импульса в других точках колонны теоретические значения критической частоты и коэффициентов усиления составляют примерно 60% расчетных значений. Очевидно, влияние дополнительных емкостей способствует существенному уменьщению отставания по фазе, вызванного инерций изменения концентрации, по сравнению с фазовым сдвигом при наличии одной сосредоточенной емкости. Модуль частотной характеристики изменяется нри этом менее значительно. Если время пребывания на тарелке принять за постоянную времени процесса изменения концентрации, то теоретические значения критической частоты окажутся ближе к расчетным, однако теоретические значения коэффициента усиления будут примерно в 20 раз отличаться ог расчетных. Фактически теоретическими значениями можно успешно пользоваться в целом ряде случаев, например для сопоставления характеристик системы при отборе импульса в различных точках. Критическая частота и максимальный коэффициент усиления системы — два наиболее важных параметра, характеризующих работу системы регулирования, хотя необходимые значения постоянных времени нзодро.ма и предварения регулятора можно также определить по виду амплитудно-фазовой характеристики. Введение воздействия по производной при отборе импульса на промежуточной тарелке нецелесообразно, так как фазо-частотная характеристика достаточно полога однако это воздействие успешно применяется при регулировании температуры верха колонны [Л. 6]. [c.399]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...