Синтез контура регулирования давления

Синтез контура регулирования давления проведем методом последовательной коррекции. Настройку контура регулирования выполним на модульный оптимум.

Передаточная функция объекта регулирования (без регулятора и датчика давления) будет иметь вид:

(5.13).

Для синтеза регулятора давления пользуются заданием желаемой передаточной функции разомкнутой системы, в которой компенсированы все большие постоянные времени объекта, исключая их из разомкнутого контура регулирования. Аналогичным путем возможно исключить с разомкнутого контура регулирования и все коэффициенты усиления, а для устранения статической ошибки ввести в него интегрирующий элемент с малой постоянной.

Таким образом, исходный разомкнутый контур регулирования удается заменить результирующим контуром, который имеет общий коэффициент усиления, равный (ОС предусматривается не единичной), но обладающим астатизмом первого порядка и обеспечивающим высокое быстродействие, благодаря малости постоянных времени, оставшихся нескомпенсированными.

То есть, желаемая передаточная функция разомкнутой системы имеет вид (настройка на модульный оптимум):

Тогда передаточная функция регулятора будет иметь вид:

где — является малой, некомпенсированной постоянной времени.

Очевидно, что данная передаточная функция является пропорционально-интегрально-дифференциальным регулятором (ПИД — регулятором) с соответствующими коэффициентами усиления пропорциональной, интегральной и дифференцмальной частей регулятора.

Составляющие ПИД регулятора давления определяются:

.

.

Подставив числовые значения, получим:

Проектируемая система представляет собой одноконтурную систему управления, с одним внешним контуром — контуром давления.

Регулятор давления реализуем с помощью программного универсального ПИД-регулятора, встроенного в преобразователь частоты. Проверкой результатов синтеза регулятора будет моделирование системы в пакете MATLAB.