5.15 Nastavenie konštánt regulátora

1.) Ak poznáme parametre sústavy  

            Regulátor:

                                      P - zložka      D - zložka       I - zložka

K_R – zosilnenie regulátora

T_d – derivačná časová konštanta

T_i – integračná časová konštanta

    Optimálne konštanty regulátora závisia od parametrov regulovanej sústavy. Parametre sústavy zisťujeme meraním v prevádzke tak, že vyšetríme prechodovú charakteristiku (t.j. identifikácia sústavy). Keď poznáme z prechodovej charakteristiky parametre sústavy (T_u, T_n, K_S), nastavíme konštanty regulátora nasledovne:

2.) Ak nepoznáme parametre sústavy

a.) nastavovanie podľa hranici stability: použijeme tzv. Ziegler – Nicholsovu metódu

Optimálne nastavenie regulátora na hotovej sústave vykonáme takto:

1. Nastavíme regulátor na čisto proporcionálny tak, že nastavíme derivačnú časovú konštantu na  nulu (T_d=0) a integračnú časovú konštantu na nekonečne veľkú hodnotu (T_i = ∞).

2. Zväčšujeme zosilnenie regulátora K_R , kým sa nedostane na hranicu netlmeného kmitania  regulovanej sústavy. Hodnota    zosilnenia tu bude kritická K_o.Periódu tohto netlmeného kmitania označíme T_o.

3. Nastavíme konštanty regulátora podľa hodnôt uvedených v nasledovnej tabuľke.

Regulátor	KR	Ti	Td
P	0,5.Ko	––	––
PI	0,45.Ko	0,85.To	––
PD	skusmo v praxi	––	0,12.To
PID	0,6.Ko	0,5.To	0,12.To

                                        Tab. 5.4. Hodnoty konštánt regulátora

 

Poznámka: pri I- regulátore nezvyšujeme zosilnenie regulátora ale zmenšujeme integračnú časovú konštantu T_i až sa pri T_io rozkmitá a integračnú časovú konštantu nastavíme zo vzťahu T_i = 2.T_io.

b.) nastavovanie podľa priebehu regulovanej veličiny na zmene žiadanej hodnoty:

    Ak nepoznáme parametre sústavy a ak je nebezpečenstvo, že sústava prejde za hranicou stability    do kmitania, nemôžeme nastavovať pokusne zvyšovaním zosilnenia K_R až po hranicu K_o (t.j. nemôžeme použiť Ziegler – Nicholsovu metódu).

Zapneme ručné ovládanie sústavy:

• zmeníme akčnú veličinu o 5 až 10%,

• odmeriame čas, skôr ako sa objavia zmeny regulovanej veličiny,

• nastavíme integračnú časovú konštantu T_i na päťnásobok tohto času. Regulátor má potom malé zosilnenie, veľké  pásmo proporcionality a slabo zasahuje.

• Zapneme automatickú reguláciu a vytvoríme skokovú poruchu:   - vyregulovanie prebieha pomaly,

                                                                                                                       - preregulovanie je veľké.

• zvýšime zosilnenie regulátora asi o 50% až 60% a pozorujeme, že sa regulačná odchýlka zmenšuje. Preregulovanie sa zmenší.

• pri ďalšom postupnom zvyšovaní zosilnenia regulátora sa zvýši preregulovanie (blízkosť hranice stability). Nastavíme o niečo menšie zosilnenie.

• teraz zmenšujeme integračnú časovú konštantu, čím skrátime čas regulácie, ale pri veľkom zmenšení zvýšime preregulovanie.

• Celý proces cyklicky opakujeme až postupne nájdeme najvhodnejšie hodnoty konštánt regulátora.