Пропорционально-интегрально-дифференциальные (ПИД) регуляторы

П — и ПИ-регуляторы не могут упреждать ожидаемое отклонение регулируемой величины, реагируя только на уже имеющееся отклонение. Возникает необходимость в регуляторе, который вырабатывал бы дополнительное регулирующее воздействие, пропорциональное скорости отклонения регулируемой величины от заданного значения

M. = т^. (2.17)

Такое регулирующее воздействие используется в дифференциальных и ПИД — регуляторах. ПИД-регуляторы воздействуют на объект пропорционально отклонению s регулируемой величины, интегралу от этого отклонения и скорости изменения регулируемой величины:

1 V 7 rr. de

(2.18)

M = кр -8 + — sdt + Т д —

Т

^ р Т J д А* ■

Dt

И 0

По возможностям ПИД-регуляторы являются универсальными. Используя их, можно получить любой закон регулирования. Структурная схема и закон регулирования идеального ПИД-регулятора приведены на рис. 2.21.

П

Рис. 2.21. Структурная схема ПИД-регулятора (а) и закон ПИД-регулирования (б)

При скачкообразном изменении регулируемой величины ПИД-регулятор в начальный момент времени оказывает мгновенное бесконечно большое воздействие на объект регулирования, затем величина воздействия резко падает до значения, определяемого пропорциональной составляющей, после чего постепенно начинает оказывать влияние интегральная составляющая регулятора. Переходной процесс при этом (рис. 2.22) имеет минимальные отклонения по амплитуде и по времени.

Параметрами настройки ПИД-регуляторов являются коэффициент пропорциональности регулятора kp, постоянная времени интегрирования Ти и постоянная времени дифференцирования Тд.

Структурные схемы промышленных ПИД-регуляторов, а также их характеристики описаны в [2].

Рис. 2.22 Переходной процесс при ПИД — регулировании

Posted in Автоматика кондиционеров