12.2.2. Применение уравнения регулирования: ПИД-регуляторВ этой книге мы интересуемся в основном выводом уравнения для оптимального регулирования, указывающего, как нужно изменять регулирующее переменное, чтобы поддерживать регулируемое переменное близким к некоторому номиналу. На практике фактические измерения, расчет и выполнение требуемых регулирующих действий могут осуществляться различными способами. В наиболее сложной форме это может выполняться при помощи электроизмерительной аппаратуры, данные с которой поступают в вычислительную машину, рассчитывающую необходимое регулирующее действие и непосредственно управляющую датчиками, выполняющими это действие. В простейшей форме регулирование может осуществляться оператором, который периодически делает замеры, определяет по простой диаграмме или номограмме требуемое регулирующее действие и сам вручную его выполняет. Описанная выше теория успешно применялась в обеих ситуациях. Мы приводим здесь, казалось бы, с излишней детальностью некоторые приложения к ручному регулированию, так как считаем, что в прошлом нередко пренебрегали элементарными идеями регулирования, помогающими оператору успешно выполнять свою работу. Хотя, бесспорно, использование схем автоматического регулирования становится все более обыденным делом, все еще очень много процессов регулируется вручную, и такое положение сохранится еще надолго. ПИД-регулятор. Уже много лет известен тип автоматического регулирующего устройства, получивший название ПИД-регулятор (пропорциональный, интегральный и дифференциальный регулятор). Такие регуляторы реализуются на механической, пневматической, гидравлической или электрической основе; измерения и коррекция осуществляются с их помощью чаще в непрерывном, а не в дискретном режиме. Если
где В некоторых случаях в правой части используются только один или два члена. Так, известны примеры простого пропорционального Дискретным аналогом этого непрерывного уравнения регулирования является уравнение или, если выразить все через необходимые корректировки,
Мы покажем, что многие простые ситуации, которые будут рассмотрены, приводят к уравнениям регулирования, содержащим члены такого типа. Например, если шум можно представить как процесс порядка
Таким образом, нужное действие – дискретный аналог пропорционально-интегрального регулирования. Однако ясно, что не все регулирующие действия, описываемые (12.2.7), могут быть осуществлены ПИД-регулятором; можно привести сравнительно элементарные случаи, в которых необходим другой способ регулирования. Рассмотрим теперь ряд конкретных примеров.
|