Особенности реализации промышленных регуляторов

В ряде случаев при реализации П-регулятора из конструктивных соображений в качестве исполнительного механизма используют двигатель (электродвигатель, гидроцилиндр и т.д.), который в динамическом отношении является интегрирующим звеном с передаточной функцией

, где T – постоянная времени звена.

Чтобы в этом случае получить пропорциональный закон управления, исполнительный механизм охватывают глубокой отрицательной обратной связью через усилительное звено. Структурная схема регулятора вместе с исполнительным механизмом для этого случая показана на рис. 133, где k_ос – усилительное звено в местной обратной связи. В этом случае передаточная функция регулятора может быть найдена следующим образом:

,

где , при и .

При глубокой обратной связи и передаточная функция вырождается в коэффициент усиления, что и требуется для получения пропорционального регулятора.

Для получения ПИ-регулятора при использовании интегрального исполнительного механизма также приходится прибегать к введению обратных связей в структуре регулятора. Структура такого регулятора приведена на рис. 134. Местная обратная связь через инерционное звено является отрицательной (для упрощения схемы сумматор отдельно не показан). Исполнительный механизм представлен в структуре интегрирующим звеном.

П ередаточная функция регулятора определится как передаточная функция структуры, изображённой на рис. 134:

,

где  балластная (не требуемая) постоянная времени регулятора.

Полученная передаточная функция включает передаточную функцию усилительного звена, передаточную функцию форсирующего звена первого порядка и передаточную функцию инерционного звена. Эта передаточная функция отличается от передаточной функции ПИ-регулятора только наличием инерционного звена. Звено с передаточной функцией является балластным звеном, которое делит ПИ-регулятор неидеальным. В общем случае реальный регулятор можно представить в виде соединения идеального ПИ-регулятора с балластным звеном, которое учитывает реальные инерционные свойства регулятора.