Закони регулювання

Зако́ни регулюва́ння  (автоматика) — реалізуються регуляторами в системах автоматичного регулювання.

Рис. Структурна схема стабілізуючої САР: μ — вплив регулятора на регулюючий орган (РО) за допомогою виконавчого механізму (ВМ); Δ — сигнал розузгодження, виділений на елементі порівняння (ЕП) і рівний векторній різниці між поточним (y_т) і заданим (y_з) значеннями регульованої величини.

Поняття

Законом регулювання називають залежність керуючого сигналу, що виробляється регулятором, від сигналу розбалансу у часі. Закон регулювання в загальному вигляді може бути записаний залежністю:

μ = kφ (Δ, t)

Закон регулювання формується за допомогою зворотних зв'язків. З урахуванням динамічних властивостей об'єкта керування він визначає вид і якість перехідного процесу в САР.

Інше визначення: Закон регулювання — залежність, згідно з якою сигнал $\varepsilon$, пропорційний похибці у системах стеження і системах програмного керування або відхиленню регульованої величини від заданого значення в стабілізації системах, перетвориться (у загальному випадку оператором) в керувальну дію $u$.

Формування

Формування закону регулювання здійснюється відповідно до алгоритму перетворення сигналу, що проходить через регулятор (корегувальний пристрій) в напрямі вхід — вихід. У ряді випадків у формуванні закону регулювання беруть участь сигнали різних зворотних зв'язків; «жорстких», якщо сигнал пропорційний регулюючій дії, і «гнучких», якщо в оператора входять похідні.

У реальних системах закон регулювання виконується з певними обмеженнями, які визначаються областю нормальних режимів роботи об'єкта, регулятора або корегувальних пристроїв, елементів системи. У системах промислової автоматики найбільшого поширення набули такі закони регулювання:

1. Пропорційний закон регулювання (П) $u=K_{1}\varepsilon$ , реалізується статичним або П-регулятором з параметром налаштування;
2. Інтегральний закон регулювання (І) $K_{2}\int {\varepsilon \,}dt$, що реалізовується астатичним або І-регулятором з параметром налаштування $K_{2}$;
3. Пропорційно-інтегральний закон регулювання (ПІ) $u=K_{1}\varepsilon +K_{2}\int {\varepsilon \,}dt=K_{1}(\varepsilon +{\frac {1}{T_{i}}}\int {\varepsilon \,}dt)$, реалізовується ізодромним або ПІ-регулятором з параметрами налаштування $K_{1}$ та $T_{i}={\frac {K_{1}}{k_{2}}}$
4. Пропорційно-інтегрально-диференціальний закон регулювання (ПІД) $u=K_{1}\varepsilon +K_{2}\int {\varepsilon \,}dt+K_{3}{\frac {d\varepsilon }{dt}}=K_{1}(\varepsilon +{\frac {1}{T_{i}}}\int {\varepsilon \,}dt+T_{p}{\frac {d\varepsilon }{dt}})$, що реалізовується ізодромним регулятором з передуванням або ПІД-регулятором з параметрами налаштування $K_{1}$, $T_{i}={\frac {K_{1}}{K_{2}}}$, $T_{p}={\frac {K_{3}}{K_{1}}}$.
5. Пропорційно-диференціальний закон регулювання (ПД)

У зв'язку з тим, що для цілей керування широко застосовують цифрову обчислювальну техніку, на практиці використовують дискретні аналоги приведених вище законів регулювання.

Див. також

• Принципи регулювання

Література

• Іванов А. О. Теорія автоматичного керування: Підручник. — Дніпропетровськ: Національний гірничий університет. — 2003. — 250 с.
• Енциклопедія кібернетики. тт. 1, 2. — К.: Головна редакція УРЕ, 1973. — 584 с.
• Папушин Ю. Л., Білецький В. С. Основи автоматизації гірничого виробництва. — Донецьк : Східний видавничий дім, 2007. — 168 с. — ISBN 978-966-317-004-6.

• Стефани Е. П. Основы расчета настройки регуляторов теплоэнергетических процессов. М., 1960.
• Оппельт В. Основы техники полуавтоматического регулирования. Пер. с нем. М., I960 [библиогр с. 592—606].