J-94110

9.3.5 Különböző jelformálású szabályozók összehasonlítása
A P, PI, PD jelformálás fizikai oldalát vizsgálva tételezzük fel, hogy
akár az alapjel, akár a zavarójel ugrásszerű változása miatt megváltozik
a kompenzáló szerv bemenetét alkotó y^ hibajel (9.1 ábra).
A szabályozó olyan u irányító jel lel válaszol, amely igyekszik
eltüntetni a hibát, és az első időszakban általában nagyobb, mint a
stacionáriusán szükséges érték. Éppen ez az átmenet i túlvezérlés
biztosítja a gyors működést.
A P szabályozó a hibával arányos teljes túlvezérlést a hiba fellépésének
pi1lanatában beveti. Ha pl. a felnyitott kör arányos típusú k Q=10
körerősítéssel, akkor a szabályozott jellemzőben keletkező 10%-os hiba a
P szabályozóban akkora irányítójelet vált ki, amekkora stacionárius
ál lapotban 100%-os hiba eltüntetésére lenne elegendő. A túlvezérlést
maga a beavatkozás következtében csökkenő hiba veszi vissza. Ha a
szabályozott szakasz tulajdonságai miatt a beavatkozás eredménye
túlságosan késleltetve jelenik meg, a túlvezérlés pedig túlságosan nagy,
az arányos visszavétel annyira elkésik, hogy a szabályozott jellemzőben
erős túl lendülés vagy lengés ál Ihat elő. Ezért ilyen struktúrában a
felnyitott kör erősítése az adatoktól függő k^ r értéket nem haladhat
meg. Ez határt szab a statikus pontosságnak és a működési sebességnek.
Ezt a határt kétféle módon lehet át lépni:
a.) A túlvezérlés lépcsőzésével,
b. ) A túlvezérlés visszavételének a gyorsításával.
A PI szabályozó az első elv szerint a hiba megje1enésének a pi1lanatában
az arányos csatornáján keresztül a krit ikusnak megfelelő beavatkozó
jel lel válaszol, amelyet a hibajel integrálása útján olyan lassan
igyekszik növelni, hogy közben az első beavatkozás eredményeként a hiba
jórészt megszűnik és a túlvezérlés sokkal előbb mérséklődik, semmint a
kezdeti hibának megfelelő végértéke kialakulhatott volna. A hiba
elhárítás zömmel így k^ r körerősítéssel történik, ezért a szabályozás
gyorsasága kb. megegyezik azzal, amit egy ilyen körerősítésű P
szabályozással lehetne elérni. Az integráló hatást is magában foglaló
teljes körerősítés már csak a stat ikus ál lapot közelében jut érvényre,
amikor már nem a gyorsaságot, hanem a stacionárius hibát képes
befolyásolni.
A PD szabályozó - minthogy kimenő jele nemcsak a hibajellel, hanem
annak differenciálhányadosával is arányos - gyorsan növekvő hibákra az
arányos értéket meghaladó túlvezérléssel reagál, de ezt már a hiba
változási sebességének csökkenésekor ill. megfordulásakor nagyrészt
visszaveszi anélkül s hogy magának a hibának a csökkenését megvárná.
A PID szabályozó azáltal egyes í t i a két elvet, hogy a beavatkozást
nemcsak a hibától, hanem annak integráljától és differenciálhányadosátó1
is függővé teszi.
208