3.4 Импульсные регуляторы.

ИР представляет собой сочетание импульсного регулирующего устройства с интегрирующим исполнительным элементом, в качестве которого чаще всего используются эл. исполнительные механизмы с постоянной скоростью движения.

Импульсные регуляторы формируют на выходе последовательность импульсов напряжения постоянного тока, которые управляют исполнительным механизмом по принципу “включено – выключено”. Длительность импульсов, а значит и время работы исполнительного механизма в цикле пропорциональны величине рассогласования ε.

Рис 37

Регулятор включает в себя:

а) задатчик;

б) сравнивающий элемент, представленный сумматором Σ;

в) фильтр с передаточной функцией W_Ф;

г) трёхпозиционный релейный элемент ТРЭ, охваченный ООС с передаточной функцией W_ОС.

д) исполнительный механизм постоянной скорости с функцией W_ИМ.

Основу РУ образует 3-х релейный элемент ТРЭ со следующими параметрами:

ΔH, ΔВ, ΔОТП – зона нечувствительности, возврата и отпускания.

σ_СР, σ_ОТП – пороги срабатывания и отпускания.

t_ВКЛ^min – минимальная длительность включения ТРЭ;

y_P_M – амплитуда выходного импульса.

Входным сигналом ТРЭ является разность Θ = ε – z сигналов рассогласования ε и обратной связи z. ТРЭ срабатывает при |Θ| ≥ σ_СР = ΔH/2, а отключается при достижении сигналом обратной связи z = ε – σ_ОТП, т.е. при |Θ| ≤ σ_СР.

При работе РУ сигналы Θ (t) a) и z (t) б) пульсируют в пределах зоны возврата ΔВ. Выходной сигнал Y_Р в установившемся режиме представляет собой последовательность импульсов с амплитудой У_РМ, периодом Т и длительностью t_U.

ε – z = σ_ОТП

z = ε - σ_ОТП

Рис 38

Среднее значение выходного сигнала импульсного РУ определяется выражением:

У_РСР = У_РТ· γ,

где γ = t_U/T – скважность импульсов, которая представляет собой значение входного сигнала РУ в относительных единицах: γ = У_РСР / У_РТ.

При скачкообразном изменении рассогласования возникает переходный процесс, продолжительность которого равна длительности t_U₁ первого выходного импульса РУ.

V_СР = V_М∙ γ – средняя скорость движения регулирующего органа.

μ = μ / μ_М – перемещение РО в относительных единицах;

γ = V_СР / V_М – скважность импульсов РУ, равная скорости движения РО в относительных единицах.

Изменение во времени сигнала регулятора при скачкообразном изменении рассогласования на графике г).

Первый импульс РУ (переходный режим) обеспечивает нарастание μ с максимальной скоростью. Далее скорость изменения регулирующего воздействия снижается и определяется величиной γ, т.е. значением рассогласования ε.