Приложение Е. Общие принципы ПИД-регулирования Рисунок Е.1 Как видно, при длительном выходе на уставку ПИД-регулятор производит «перерегулиро- вание» объекта. «Перерегулирование» связано с тем, что в процессе выхода на уставку нако- пилось очень большое значение интегральной составляющей в выходном сигнале регулятора (мощности). После «перерегулирования» начинается уменьшение значения интегральной составляю- щей, что, в свою очередь, приводит к провалу ниже уставки – «недорегулированию». Только после одного-двух таких колебаний ПИД-регулятор выходит на требуемое значение мощности.
Во избежание «перерегулирования» и «недорегулирования» необходимо ограничить свер- ху и снизу значение накопленной интегральной составляющей. Пример - Имеется печь, для которой из опыта известно, что для поддержания определен- ной уставки требуется мощность от 50 % до 70 %. Разброс мощности в 20 % вызван изменени- ями внешних условий, например температуры наружного воздуха. Тогда, вводя ограничение интегральной составляющей, т. е. задав параметры i.min = 50 % и i.UPr = 70 %, мы можем уменьшить «перерегулирование» и «недорегулирование» в системе (см. рисунок Е.1, кривая 2). Важно! Следует понимать, что ограничения параметров i.min и i.UPr распространяются только на интегральную составляющую.
Конечное значение выходной мощности, полученное как сумма пропорциональной, дифференциальной и интегральной составляющих, может ле- жать вне пределов, заданных i.min и i.UPr . Ограничение конечного значения выходной мощности в системе задается параметрами P.min и P.UPr (см. п. 3.7.3). Для уменьшения колебаний при переходных процессах можно также задать номинальную мощность. Номинальная мощность – это средняя мощность, которую надо подать в объект регулирования для достижения требуемой уставки. В нашем примере номинальную мощность P.nom нужно задать равной 60 %. Тогда при работе к значению выходной мощности, рассчи- танной ПИД-регулятором, будет прибавляться номинальная мощность.
При задании номиналь- ной мощности параметры ограничения интеграла необходимо задать от значения P.nom . В нашем примере для достижения значения интегральной составляющей от 50 % до 70 % и при P.nom = 60 % необходимо задать i.min = –10 %, а i.UPr = +10 %. Работа системы с заданной номинальной мощностью и ограничениями интегральной со- ставляющей показана на рисунке Е. 2. Как видно из рисунка, переходный процесс протекает несколько быстрее, т.к. значение выходной мощности сразу начинает расти от P.nom , а не от нулевого значения. Также задание P.nom необходимо при использовании ПД-регулятора. 58