Sw3.6-m2-1.2-Slajd16
Systemy wbudowane(15)
Regulatorem nazywamy urządzenie, którego zadaniem jest porównywanie sygnału pomiarowego z sygnałem zadanym i w zależności od powstałego uchybu wytworzenie sygnału sterującego. Miejsce regulatora w układzie regulacji przedstawiono na schemacie funkcjonalnym układu regulacji. W tym układzie regulator zachowuje się biernie w przypadku zerowego uchybu, natomiast reaguje, gdy uchyb e jest różny od zera. Ogólnie regulatory można podzielić na dwie zasadnicze grupy:
– bezpośredniego działania, tzn. nie korzystające z energii pomocniczej,
– pośredniego działania, wykorzystujące pomocnicze źródło energii.
W zależności od rodzaju wykorzystywanej energii regulatory pośredniego działania dzieli się na elektryczne, pneumatyczne lub hydrauliczne. Powyższy podział jest związany z budową regulatorów. Innym kryterium podziału regulatorów są ich własności dynamiczne. Możemy mówić o regulatorach przetwarzających sygnał sterujący w sposób ciągły lub nieciągły. Innymi słowy, podział regulatorów ze względu na własności dynamiczne odpowiada ogólnemu podziałowi układów sterowania.
Wybór rodzaju regulatora zależy od stosunku stałej czasowej opóźnienia do stałej czasowej inercji. Przez opóźnienie należy rozumieć reakcję układu po czasie T0. Stałą czasowa inercji wyraża bezwładność układu.
W przypadku, gdy inercja układu znacznie przewyższa opóźnienie zastosowanie regulatorów dwu- lub trójpołożeniowych pozwala na długotrwałe podawanie sygnału na obiekt (przykładem takiego obiektu jest żelazko). W skrajnie odwrotnym przypadku, gdy opóźnienie jest znacznie większe od inercji oddziaływujemy na obiekt przez krótki okres czasu (impuls), gdyż reakcja na to oddziaływanie będzie znacznie spóźniona i podawanie sygnału sterującego przez dłuższy czas mogłoby spowodować duże niepożądane zmiany na obiekcie, po upływie znacznego czasu.
Z punktu widzenia procesu regulacji sytuacja najtrudniejsza jest, gdy wielkości opóźnienia i inercji są porównywalne. Wówczas należy dobrać typ regulatora, czyli jego charakterystykę dynamiczną. Klasyczne rozwiązania dają możliwości zastosowania regulatorów zawierających człony proporcjonalne (typu P), całkujące (typu I) oraz różniczkujące (typu D). W praktyce możliwe są cztery kombinacje regulatorów: typu P, Pi, PD oraz PID.
