9.2.5 Експериментальні методи настроювання регулятора

9.2.5 Експериментальні методи настроювання регулятора

Експериментальні методи настроювання регуляторів не вимагають знання математичної моделі об'єкта. Проте вважається, що система існує і є можливість проводити деякі експерименти щодо аналізу впливу зміни настроювань регулятора на динаміку системи. Методи, зрештою, гарантують отримання задовільних настроювань для конкретної системи управління.

Метод незгасаючих коливань (див. також п.9.2.3).

У працюючій замкнутій системі вимикається інтегральна і диференціальна складові регулятора (), тобто до системи підключається П-регулятор. Шляхом послідовного збільшення  з одночасним поданням невеликих стрибкоподібних сигналів завдання домагаються виникнення в системі незгасаючих коливань. Це відповідає виведенню системи на межу коливальної стійкості. При виникненні коливального режиму роботи фіксуються значення критичного коефіцієнта посилення регулятора  і періоду критичних коливань у системі . При цьому жодна змінна об'єкта управління не повинна виходити на рівень обмеження.

За значеннями  і  розраховуються параметри налаштування регулятора за формулами, наведеними в п. 9.2.3.

Застосування цього методу обмежене тим, що через небезпеку виникнення аварійної ситуації або випуску бракованої продукції не усі системи управління допускають переведення їх у режим незгасаючих коливань.

Метод загасаючих коливань.

Застосування цього методу дозволяє настроювати регулятори без виведення системи на критичні режими роботи. Використовуючи методику, викладену вище (див. п. 9.2.5а), домагаються перехідного процесу відпрацювання прямокутного імпульсу за каналом завдання або збурення із декрементом згасання D=1/4 (міра згасання ?=0.75). Наразі фіксується величина .

Далі визначається період цих коливань  і обчислюються значення сталих інтегрування  і диференціювання  регуляторів із виразів:

для ПІ-регулятора    ;

для ПІД-регулятора .

Після встановлення обрахованих значень і  на регуляторі експериментально уточнюється величина  для отримання декремента згасання D=1/4. Для цього робиться додаткове підстроювання , що, як правило, призводить до його зменшення на 20-30%.

Подібний метод настроювання використовується в адаптивних регуляторах американської фірми "Фоксборо".

Метод гармонійних коливань.

Останнім часом російськими вченими під керівництвом В. Я. Ротача розроблено новий метод настроювання замкнутих систем управління, що базується на поданні пробних синусоїдальних коливань на вхід регулятора. За амплітудою і фазою коливань вихідного сигналу об'єкта управління здійснюється розрахунок налаштувань ПІ-регулятора, виходячи з умови забезпечення заданого показника коливальності M і максимуму відношення  (див. нижче матеріал з теми п. 9.2.7).