TREiTsem4wyk6.pdf

Korekcja układów regulacji

Powszechnym sposobem wpływania na jakość procesów regulacji jest wprowadzenie urzą-

dzeń (członów) korekcyjnych. W przeważającej większości przypadków niezbędne jest

umieszczenie takiego urządzenia w pętli sprzężenia zwrotnego po to, aby uzyskane w ten spo-

sób właściwości układu otwartego, tj. połączenie urządzenia korekcyjnego i obiektu, dawały

pożądane cechy procesu regulacji w układzie zamkniętym.

( )

−

Rys. 1. Sposoby korekcji ze względu na usytuowanie

członu korekcyjnego w układzie regulacji:

a) korekcja szeregowa,

b)korekcja równoległą,

c) korekcja w dodatkowym sprzężeniu zwrotnym

( )

−

Spośród stosowanych rodzajów korekcji wyróżnia się trzy główne działania: proporcjonal-

ne P, całkowe I, różniczkowe D oraz ich kombinacje. Są nimi:

- korekcja proporcjonalno-całkowa PI,

- proporcjonalno-różniczkowa PD

- proporcjonalno-całkowo-różniczkowa PID.

Działanie proporcjonalne P zapewnia realizację elementarnego celu regulacji, jakim jest

zmniejszenie ustalonego uchybu regulacji. Jest jednak działaniem dość niepewnym, gdyż przy

wzroście wzmocnienia zapasy stabilności szybko maleją.

Korekcja całkowa I wprowadza astatyzm, z czym się wiąże osiągnięcie elementarnego celu

regulacji – likwidacji uchybu ustalonego. Ma jednak zasadniczą wadę, jaką jest bardzo duże

zmniejszenie wzmocnienia dla większych częstotliwości, a co za tym idzie ograniczenie szero-

kości pasma przy wprowadzeniu docelowego przesunięcia fazowego, równego −

2 , powo-

dując pogorszenie warunków stabilności. Z tych powodów samo działanie I jest rzadko stoso-

wane. Znacznie lepszy efekt daje działanie PI, łączące zalety działania I, zapewniające astatyzm

oraz działania P, które nie wprowadza przesunięcia fazy i nie ogranicza pasma dla większych

częstotliwości. Układ staje się dokładny i stosunkowo szybki.

Działanie różniczkujące D ma cel wyłącznie korekcyjny, gdyż nie zapewnia likwidacji uchy-

bu. Podobnie, jak w przypadku korekcji całkowej, korekcja D nie występuje samodzielnie, lecz

wraz z działaniem P. Struktura PD jest członem korekcyjnym w zakresie większych częstotli-

wości. Powoduje zwiększenie zapasu stabilności i wobec tego umożliwia rozszerzenie pasma

przenoszenia układu regulacji poprzez zwiększenie wzmocnienia działania proporcjonalnego

P . Układ staje się szybszy, przy czym człon korekcyjny PD nie wpływa na właściwości układu

w stanie ustalonym w sposób tak znaczący jak działanie struktury PI.

Przedmiotem wykładu będzie zastosowanie wy-

branych struktur układów korekcyjnych umiesz-

czonych kaskadowo (szeregowo) przed obiektem.

Będą nimi układy korekcyjne o parametrach:

( )

−

- nastawialnych - regulatory

- nienastawialnych - korektory

1. Korekcja szeregowa układów regulacji z zastosowaniem korektorów

Korekcja szeregowa polega na doborze członu korekcyjnego zapewniającego uzyskanie

wymaganej transmitancji wypadkowej układu otwartego.

Rozróżnia się trzy rodzaje korekcji szeregowej:

1. Wprowadzenie tłumienia jednakowego dla wszystkich wartości częstotliwości, tzw. korek-

cja typu proporcjonalnego z korektorem o transmitancji

(1)

Pozwala ona na zmianę wzmocnienia układu otwartego.

2. Wprowadzenie przy dużych częstotliwościach tłumienia za pomocą członu opóźniającego

fazę (lag compensator), tzw. korekcja proporcjonalno-całkowa (PI), polegająca na zasto-

sowaniu członu korekcyjnego o transmitancji

= +1

+1 ,gdzie>1

(2)

3. Zmniejszenie opóźnienia w pobliżu punktu przecięcia modułu za pomocą członu korek-

cyjnego przyśpieszającego fazę (lead compensator), tzw. korekcja proporcjonalno-

różniczkowa (PD), polegająca na zastosowaniu członu korekcyjnego

= α +1

+1 ,gdzie>1

(3)

4. Wprowadzenie korektora łączącego cechy korekcji PI i PD, czyli korekcja przyśpieszająco-

opóźniająca (lead-lag compensator), polegająca na zastosowaniu członu korekcyjnego o

transmitancji

= +1

α +1

+1 ,gdzie>1

(4)

W procedurach syntezy korektora układu regulacji wyróżnia się dwa podejścia.

Pierwsze polega na wyborze typu prostego korektora () o określonej strukturze, spo-

śród pokazanych na rys. 2, wyznaczeniu wartości jego parametrów i w rezultacie uzyskaniu

skorygowanej, wypadkowej transmitancji układu otwartego

()= () ()

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: