18.3.        ЛИНЕЙНЫЕ МОДЕЛИ АВТОМАТИЧЕСКИХ РЕГУЛЯТОРОВ

В автоматических системах регулирования применяются пропорциональный, интегральный, пропорционально-интегральный и пропорционально - интегрально - дифференциальный законы регулирования. Регуляторы, с той или иной точностью реализующие эти законы, соответственно называются П-, И-, ПИ- и ПИД-регуляторами.

Любой реальный промышленный регулятор теоретически можно представить в виде идеального регулятора, точно реализующего требуемый закон регулирования, и некоторого так называемого балластного звена, вносящего искажение в идеальный закон регулирования.

С учетом этого передаточную функцию реального регулятора можно представить в виде

где ІУр(/;) — передаточная функция идеального регулятора;

V/q (р) — передаточная функция балластного звена.

Идеальную часть с передаточной функцией W^{p) промышленного регулятора принято называть его линейной моделью.

Линейные модели П- и И-регуляторов определяются соответственно уравнениями

где “ сигнал на выходе регулятора; кр — коэффициент передачи регулятора; — сигнал на входе регулятора; — постоянная времени интегрирования.

Следовательно, в динамическом отношении они эквивалентны соответственно усилительному (пропорциональному) и интегрирующему звеньям (см. табл. 18.1).

Законы регулирования, передаточные функции и характеристики ПИ- и ПИД- регуляторов приведены в табл. 18.2. При реализации ПИД-закона регулирования часто используются промышленные ПИ-регуляторы в комплекте с функциональными регулирующими устройствами, называемыми дифференциаторами. Дифференциаторы часто используются в схемах автоматизации также в качестве устройств, корректирующих динамические свойства системы с целью улучшения качества регулирования. Поэтому в табл. 18.2 приведены также характеристики дифференциаторов.