Пропорционально-дифференциальный (ПД-регулятор)

П-, И-, и ПИ-регуляторы не могут упреждать ожидаемые отклонения регулируемой величины, реагируя только на имеющиеся в данный момент времени нарушения технологического процесса .Если регулируемая величина начинает быстро отклоняться от заданного значения ,то это значит, что на объект поступили значительные возмущения и отклонение будет значительным .В этом случае желательно иметь регулятор ,который вырабатывал бы регулирующее воздействие, пропорционально скорости изменения регулируемой величины ,упреждая её отклонения.

В САР используется ПД-регуляторы , оказывающие воздействия на регулирующий орган пропорционально отклонению регулируемой величины и скорости изменения этого отклонения.

U(t)= * + * .

Постоянная называется постоянной времени дифференцирования и определяет величину регулирующего воздействия по производной от отклонения.

Рассмотрим переходную характеристику ПД- регулятора(рисунок 11.8).

Рисунок 11.8 Переходная характеристика ПД-регулятора

При подаче на вход регулятора сигнала =1(t) на выходе появится бесконечно большой сигнал от действия дифференциальной составляющей =и сигнал от пропорциональной составляющей =*1(t).Сигнал сразу же падает до нуля , а сигнал остаётся постоянным и равным первоначальному.

Введение в закон регулирования производной по отклонению существенно повышает эффективность работы регулятора.

При поступлении на объект возмущающего воздействия отклонение регулируемой величины от заданного значения в связи с инерционностью объекта нарастает постепенно и дифференцирование этого отклонения даёт конечное значение как по абсолютной величине , так и по длительности.

Пример . Пусть отклонение регулируемой величины изменяется по закону:

=a*t , тогда

U(t)= ∙ а∙t+ ∙ a;

В начальный момент времени срабатывает Д-составляющая , а за тем воздействие на объект увеличивается по нарастающей за счёт П-составляющей.

Передаточная функция: W(p)= +∙p.

КЧХ: W(jw)= +∙j∙w=U(w)+j∙V(w).

АЧХ: A(w)=