České vsoké čení echnické v Praze Fakla informačních echnologií Kaedra číslicového návrh Doc.Ing. Kaeřina Hniová, CSc. Kaeřina Hniová POZNÁMKY 7. CVIČENÍ Témaa: 7. Nespojié regláor 7.1Nespojié regláor 7.2Základní p nespojiých akivních regláorů 7,2,1Nespojié regláor bez zpěné vazb (zv. polohové) Dvopolohové regláor Třípolohové a vícepolohové regláor 7.2.2 Nespojié regláor se zpěno vazbo (zv. implsní) Dvopolohový implsní regláor (PD) Třípolohové implsní regláor (PI, P) - 1 -
České vsoké čení echnické v Praze Fakla informačních echnologií Kaedra číslicového návrh Doc.Ing. Kaeřina Hniová, CSc. Kaeřina Hniová 7. NESPOJITÉ REGULÁTORY 7.1 Nespojié regláor- úvod Základní vlasnosí nespojiých regláorů je, že alespoň jeden z výspních signálů regláor je nespojio fnkcí vspního signál reglační odchlk nebo čas. Je-li zvolen vhodný p regláor odpovídající dnamickým vlasnosem reglované sosav, je značné čási reglačních obvodů možné nespojio reglací dosáhno požadované kvali a přesnosi reglace. Nespojié regláor můžeme z pohled způsob jejich činnosi rozděli do dvo skpin na nespojié regláor polohové a nespojié regláor implsní. a) Nespojié regláor polohové se vznačjí ím, že výspní veličina úsředního člen regláor nabývá v závislosi na velikosi a případně polariě reglační odchlk někeré z předem daných pevných hodno. V dalším se seznámíme s principiálním zapojením a chováním nespojiých regláorů dvopolohových, řípolohových a vícepolohových. Obecně pro o polohové regláor plaí, že jso konsrkčně velmi jednodché a obvkle neobsahjí vniřní zpěné vazb. b) Nespojié regláor implsní se vznačjí spojiě proměnno sřído implsování výspní veličin v závislosi na velikosi reglační odchlk. Implsování regláor je realizováno vniřní zpěno vazbo. Při konsanní reglační odchlce je věšino možné měni sříd implsování změno zv. vlivnosi zpěné vazb; sarších verzí bl režim implsování pevně nasaven výrobcem. Z pohled vnějšího přívod energie dělíme nespojié regláor na regláor přímočinné a akivní. a) Přímočinné nespojié regláor spadají mezi nejjednodšší nespojié regláor polohové. Vzhledem k om, že snímač měřené reglované veličin přímo ovládá akční veličin, je energie pro akční zásah dodávána veličino měřeno, a ed o regláor nevžadjí vnější přívod energie. Obvkle se o regláor požívají pro jednodcho dvopolohovo nebo řípolohovo reglaci v obvodech s nízkými nárok na kvali reglace. Velmi časo je ěcho regláorů vžíváno v roli pojisek či ochran. Pro ozřejmení činnosi přímočinných nespojiých regláorů veďme en nejjednodšší příklad plovákový regláor hladin v oaleovém rezervoár. Jisě neřeba zdůrazňova, že eno regláor nemá vnější přívod energie. Plovák jako snímač skečné hodno reglované veličin hladin - přímo ovládá přes pákový mechanisms akční veličin. Energie je do ssém dodávána snímano veličino (kolísáním hladin). Regláor pracje jako dvopolohový v případě, že je skečná hodnoa reglované veličin, j. hladin, pod úrovní hodno žádané, je regláor ve sav ON (zapno) a do rezervoár přiéká voda konsanním objemovým průokem. V okamžik vrovnání hladin na úroveň žádané hodno se regláor přepne do sav OFF (vpno) a příok vod se zasaví. - 2 -
České vsoké čení echnické v Praze Fakla informačních echnologií Kaedra číslicového návrh Doc.Ing. Kaeřina Hniová, CSc. Kaeřina Hniová b) Akivní regláor jso regláor s vnějším přívodem energie. Do éo kaegorie spadají jak nespojié regláor polohové, ak i implsní. Popis jejich činnosi a konsrkčním spořádání věnjeme následjící odsavec. 7.2 Základní p nespojiých akivních regláorů V omo odsavci se bdeme podrobněji zabýva jednolivými p akivních nespojiých regláorů, ed nespojiých regláorů s vnějším přívodem energie. Pozornos bdeme věnova jak nespojiým regláorů polohovým, ak implsním. 8.2.1. Nespojié regláor bez zpěné vazb (zv. polohové) Nespojié regláor dvopolohové Nespojié dvopolohové regláor jso jako regláor bez zpěné vazb konsrkčně nejjednodššími. To regláor se požívají pro méně náročné reglace, velice časo pro reglace eplo elekrick vápěných/chlazených sosav. Reglovaná veličina se porovnává s žádano hodnoo reglované veličin ; vzniklá reglační odchlka může bý v závislosi na konsrkčním řešení regláor (ale není o podmínko) zesílena v zesilovači, odkd je vedena na výspní nelineární dvopolohový člen (blokové schéma na obr.7.1). měřicí člen e Zesilovač Nelineární dvopolohový člen Obr. 7.1.: Blokové schéma dvopolohového regláor bez zpěné vazb Poklesne-li skečná hodnoa reglované veličin pod žádano hodno, nabde akční veličina rčié pevné hodno max (rozsah akční veličin). Překročí-li naopak skečná hodnoa reglované veličin žádano hodno, nabde akční veličina jiné pevné hodno min, zpravidla nlové. Vlasnosi dvopolohového regláor můžeme vjádři pomocí jeho saické (převodní) charakerisik na obr. 7.2a. a) b) zapno (ON) max vpno (OFF) min zapno (ON) vpno (OFF) hsereze H Obr.7.2: Saická převodní charakerisika dvopolohového regláor a) bez hserez b) s hserezí d h - 3 -
České vsoké čení echnické v Praze Fakla informačních echnologií Kaedra číslicového návrh Doc.Ing. Kaeřina Hniová, CSc. Kaeřina Hniová Ab při malých oscilacích skečné hodno reglované veličin okolo žádané hodno nedocházelo k příliš časém spínání akční veličin, keré má v praxi za následek opalování konaků relé, zavádí se obvkle do saické (ON/OFF) charakerisik hsereze (obr.7.2b). Hodno reglované veličin d, a h, při kerých dochází k sepní nebo rozepní konaků regláor, se neshodjí s žádano hodnoo. Reglovaná veličina ed kmiá v pásm hsereze se šířko H. Jak vidíme ješě později, sřední hodnoa reglované veličin av, kolem keré kolísá skečná hodnoa reglované veličin, nemsí sohlasi s žádano hodnoo - může bý posna. Výrobce regláorů na o skečnos pamaje a pravje nasavení žádané hodno akovým způsobem, ab se sřední hodnoa reglované veličin shodovala s žádano hodnoo. Zvěšování hsereze má ed nevýhod v om, že zvšje nepřesnos reglace. Tao nevýhoda je ale vvážena zvěšením spínaného výkon, zmenšením frekvence spínání, a ím i prodložením živonosi regláor. Volba hsereze je ed vžd oázko kompromisního řešení. Pozn.: V dalším ex bdeme vžíva několika pojmů, charakerizjících průběh reglačního pochod (přechodové charakerisik). To pojm nní vsvělíme. Přechodovo charakerisiko, ed odezvo sosav na jednokový skok jso rčen základní vlasnosi reglované sosav. Relevanními paramer éo odezv jso dopravní zpoždění T d, ed časová prodleva mezi časovým okamžikem, v němž je na vsp sosav přiveden vspní signál (jednokový skok) a okamžikem, kd na eno signál začne reagova výsp sosav, dále zv. doba průah T a doba náběh T n vmezené ečno v inflexním bodě přechodové charakerisik. Jso znázorněn na obr. 7.3. Z obrázk je zřejmé, že pro ssém 1. řád, jejichž přechodová charakerisika nemá inflexní bod, je doba průah T nlová. a) ()~h() ečna v počák b) ()~h() T n /2 ečna v inflexním bodě T d T n T d T T n Obr.7.3.: Paramer přechodových charakerisik a) 1. řád, b) 2.řád Činnos regláor vsvělíme na příklad reglace eplo ve vodní nádrži ed na příklad reglačního obvod vořeného saicko (j. bez asaism) reglovano sosavo 1. řád s dvopolohovým regláorem (obr.7.4). Reglovaná sosava je vořena nádrží vhřívano ponorným opným ělesem, jehož zapínání a vpínání ovládá pomocí relé konakový eploměr - dvopolohový regláor eplo, kerý je napájen přes ransformáor. Reglovano veličino je eploa vod, akční veličino je elekrické napěí přiváděné na opné ěleso. Po připojení zdroje napěí prochází opným ělesem elekrický prod, opné - 4 -
České vsoké čení echnické v Praze Fakla informačních echnologií Kaedra číslicového návrh Doc.Ing. Kaeřina Hniová, CSc. Kaeřina Hniová ěleso se zahřívá a ím se začne zvěšova eploa vod podle křivk ohřev A (přechodová charakerisika sosav 1. řád). Zvšování eplo vod pokračje až do dob, kd skečná hodnoa reglované veličin dosáhne hodno h (horní hranice hsereze). V omo okamžik rozpínací konak relé přerší přívod elekrického prod do opného ělesa a reglovaná veličina začne klesa podle přechodové charakerisik - křivk chladní B (průběh křivek ohřev A a chladní B nemsí bý nně shodný!). Jakmile se skečná hodnoa reglované veličin zmenší na hodno d (dolní hranice hsereze), připojí rozpínací konak relé opný obvod na napěí a reglovaná veličina se začne opě zvěšova. Teno ckls se nesále opakje, a ak skečná hodnoa reglované veličin rvale oscilje mezi hodnoami d a h. Průběh reglované veličin (reglační pochod) a průběh akční veličin saické sosav 1. řád při její reglaci dvopolohovým regláorem je znázorněn na obr. 7.5. Obr. 7.4.: Reglační obvod pro reglaci eplo vod v nádrži dvopolohovým regláorem T n /2 max A (křivka ohřev) h d H=Δ rvalé sepní min max =200% max =100% min B (křivka chladní) 100% nadbek výkon (sřída 1:1) rvalé sepní Obr. 7.5.: Průběh reglované veličin a akční veličin při reglaci saické sosav 1. řád dvopolohovým regláorem - 5 -
České vsoké čení echnické v Praze Fakla informačních echnologií Kaedra číslicového návrh Doc.Ing. Kaeřina Hniová, CSc. Kaeřina Hniová Abchom mohli posodi kvali reglace, zavádíme obvkle 3 charakerisické veličin reglačního pochod. Jso jimi jednak šířka pásma kmiání reglované veličin zv. rozkmi Δ, a dále perioda kmiů T a frekvence spínání f. V omo příklad reglace saické (j. bez asaism) sosav 1. řád držje dvopolohový regláor reglovano veličin v mezích d a h. Šířka pásma kmiání Δ je ed shodná s hserezí H a lze ji v regláor ovlivni. Zbývá rči charakerisické veličin reglačního pochod - frekvenci spínání f a period kmiů T. Můžeme je snadno vpočía pro případ, kd akční veličina má dvojnásobno hodno, než jaká b bla nná pro držení reglované veličin na žádané hodnoě při rvalém zapní akční veličin. Obvod ed pracje s nadbkem výkon 100 %. Pro odvození příslšných vzahů vžijeme podobnos rojúhelníků (obr.7.5). Plaí: T / 2 Tn / 2 = (7.1) H a ed: Tn 1 T = H, f = (7.2) H T n Ze vzah pro výpoče frekvence spínání je zřejmé, že při zmenšování hsereze H nebo při zkracování dob náběh T n se frekvence spínání zvšje, a o nepříznivě ovlivňje živonos regláor. Proo jesliže není nná příliš velká přesnos držování reglované veličin na žádané hodnoě a není na závad její věší kolísání, volíme raději věší hserezi. Reglace sosav 1. řád (zv. jednokapaciní sosava), níž má na šířk pásma kmiání reglované veličin vliv poze hsereze a vlasnosi sosav se neplaňjí, se liší od reglace sosav 2. a vššího řád (zv. dvokapaciní resp.vícekapaciní sosav). Jak je zřejmé z obr. 7.6, reglovaná veličina při zapní nebo vpní akční veličin nekolísá poze v pásm vmezeném hserezí regláor, ale její kmiání je mnohem věší. Je o způsobeno ím, že se reglovaná veličina nezačne okamžiě zmenšova, i kdž dosáhne hodno h a akční veličina se vpne. Tao veličina po rčio dob ješě narůsá. Je o způsobeno zpožděním (servačnosí) v sosavě, keré je dáno velikosí dob průah T. Teprve po plní éo dob se začne reglovaná veličina zmenšova a při dosažení hodno d se sice akční veličina znov zapne, ale zmenšování reglované veličin pokračje dál - opě v důsledk zpoždění v sosavě. Z výklad je zřejmé, že podsaný vliv na šířk pásma kmiání reglované veličin Δ, a ím i na kvali reglačního pochod, má v omo případě samoná reglovaná sosava, především pak její doba průah T. Hsereze regláor H se naopak příliš neplaní, neboť ke kmiání reglované veličin b došlo i ehd, kdb jeho hsereze bla nlová. - 6 -
České vsoké čení echnické v Praze Fakla informačních echnologií Kaedra číslicového návrh Doc.Ing. Kaeřina Hniová, CSc. Kaeřina Hniová /2 max H Δ rvalé sepní min max =200% max =100% min 100% nadbek výkon (sřída 1:1) rvalé sepní Obr.7.6.: Průběh reglované veličin a akční veličin při reglaci saické sosav 2. řád dvopolohovým regláorem Nní odvodíme vzah pro výpoče šířk pásma kmiání reglované veličin Δ a period T reglačních kmiů pro případ 100% nadbk výkon. Při odvození příslšných vzahů vžijeme podobnos rojúhelníků (obr. 7.6). Plaí: a následně ed: T Tn / 2 T = = 2 (7.3) T n T Δ = 2 ( max min ) + H (7.4) T n Perioda T je delší než 4T. Průběh reglačních pochodů, keré jso veden na obr. 7.5 a 7.6, jso eoreické. Ve skečnosi nejso v průběh reglované veličin osré hran - špičk (přechod jso plnlé - zaoblené). Proo je skečná šířka pásma oscilací reglované veličin nakonec o něco menší, než jako bchom vpočíali z vedených vzahů. Zlepšení kvali reglačního pochod spočívá především ve zmenšení jeho charakerisické šířk pásma kmiání Δ. Ze vzah, kerý jsme odvodili pro výpoče Δ, vplývají o možnosi jejího zmenšení: a) Zmenšení hsereze. Téo možnosi zmenšení šířk pásma kmiání Δ reglované veličin vžíváme poze reglovaných sosav 1. řád ( osaních reglovaných sosav - 7 -
České vsoké čení echnické v Praze Fakla informačních echnologií Kaedra číslicového návrh Doc.Ing. Kaeřina Hniová, CSc. Kaeřina Hniová je zpravidla vliv hsereze na šířk pásma kmiání neparný). Je řeba si vědomi, že se zmenšením hsereze se zvšje frekvence spínání a živonos regláor se zkracje. b) Zkrácení dob průah. Too opaření paří k nejvýznamnějším možnosem zmenšení šířk pásma kmiání reglované veličin. Reglační obvod msí bý navržen ak, ab přenos informace o změnách reglované veličin na akční člen bl rchlý. Toho lze dosáhno vhodným spořádáním reglačního obvod (měřicí člen b měl bý mísěn co nejblíže akčního člen, pokd om nebrání provozní podmínk) a požiím členů (např. snímačů) s velmi dobrými dnamickými vlasnosmi. c) Prodložení dob náběh. Uvedené opaření má smsl poze v ěch případech, kd se s prodložením dob náběh neprodloží sočasně i doba průah. Prodložení dob náběh dosáhneme zvěšením kapaci reglované sosav. To však lze skečni poze ehd, máme-li možnos konsrkčně změni reglovano sosav. Je-li např. reglovano sosavo nádrž s kapalino, lze zvěšením jejího objem dosáhno delší dob náběh, a ím i menšího kolísání reglované veličin. d) Zmenšení rozsah akční veličin. Too opaření je nevýhodné ím, že zmenšováním rozsah akční veličin se sice zmenšje šířka pásma kmiání reglované veličin, ale sočasně se prodlžje doba rozběh T r (viz níže). Věšino se však požadje kráká doba rozběh, což vžadje co nejvěší rozsah akční veličin. Oba požadavk na kvaliní reglační pochod jso proichůdné a nelze je splni jednodchým dvopolohovým regláorem. Dvopolohové regláor bez zpěné vazb jako akové mají ed jedino charakerisicko veličin, prosřednicvím keré lze do jisé mír ovlivňova průběh reglačního pochod. Too veličino je hsereze regláor. Avšak každého regláor nelze o hserezi nasavova. Vliv změn hsereze regláor se plaňje především při reglaci sosav prvního řád a volba velikosi hsereze má vliv na čenos spínání regláor. Za účelem dalšího rozbor reglačního pochod bdeme aproximova odezv reálné sosav vššího řád s dopravním zpožděním odezvo, kerá odpovídá sosavě prvního řád s dopravním zpožděním. Dosd jsme se seznámili se řemi charakerisickými veličinami reglačního pochod - Δ, T a f. Další charakerisicko veličino je zv. doba rozběh T r. Je o doba pořebná k om, ab po zapní reglačního obvod skečná hodnoa reglované veličin poprvé dosáhla žádané hodno. To dob lze ovlivni volbo rozsah akční veličin (obr. 7.7). Čím je nadbek výkon věší, ím kraší je doba rozběh, ale sočasně se zvěšje šířka pásma kmiání Δ. Na obr. 7.7 můžeme sledova aké další vliv změn rozsah akční veličin, a o posní sřední hodno reglované veličin av. Poze při 100% nadbk výkon se žádaná hodnoa shodje se sřední hodnoo reglované veličin. V osaních případech exisje reglační odchlka e p, kerá je ím věší, čím více se liší rozsah akční veličin od 200% (j. od 100% nadbk výkon). Proo je vhodné z hlediska reglační odchlk e p voli akční veličin se 100% nadbkem výkon. - 8 -
České vsoké čení echnické v Praze Fakla informačních echnologií Kaedra číslicového návrh Doc.Ing. Kaeřina Hniová, CSc. Kaeřina Hniová nedochází k posn = av nedochází k posn av dochází k posn Obr. 7.7.: Průběh reglované veličin a akční veličin při různých hodnoách rozsah akční veličin a) 100% rozsah akční veličin (0 % nadbk výkon), b) 200% rozsah akční veličin (100 a nadbek výkon), c) 400% rozsah akční veličin (300% nadbek výkon) Nespojié regláor řípolohové a vícepolohové Třípolohové a vícepolohové regláor bez zpěné vazb mají blokové schéma sejné, jako je schéma vedené na obr. 7.1, poze je změněn p nelineari (na obr.7.8 saická převodní charakerisika řípolohového regláor bez hsereze a s hserezí). Reglace ěmio regláor je poom spňoviá. Akční člen řípolohového regláor může např. zajmo ři pevné poloh, a proo na omo regláor můžeme v porovnání s dvopolohovým regláorem nasavi ješě jedn, j. řeí hodno akční veličin 3. T je řeba vhodně zvoli, proože ím lze zlepši kvali reglačního pochod v porovnání s pochodem řízeným dvopolohovým regláorem. Vlasnosi řípolohového regláor můžeme vjádři pomocí jeho saické charakerisik (obr. 7.8). - 9 -
České vsoké čení echnické v Praze Fakla informačních echnologií Kaedra číslicového návrh Doc.Ing. Kaeřina Hniová, CSc. Kaeřina Hniová a) b) hsereze H pásmo necilivosi max max hsereze H 3 3 min 1 2 min d1 1 h1 d2 2 h2 Obr. 7.8.: Saická převodní charakerisika řípolohového regláor a) bez hsereze, b) s hserezí Pozn.: U elekrických pecí se velmi časo požívá řípolohová reglace rojúhelník hvězda vpno. Při spojení opných ěles do rojúhelník má pec velký opný výkon a z oho vplývá i velmi kráká doba rozběh. Jakmile reglovaná veličina dosáhne poprvé nasavené hodno 1, kerá leží cca 1% - 2% pod nasaveno hodnoo 2, přepojí se opná ělesa do hvězd, a ím se opný výkon zmenší na řein. Reglovaná veličina se nadále zvěšje, ale již mnohem pomaleji. Při dosažení nasavené hodno 2 se opení vpne úplně. Další reglační pochod pak vžívá poze savů hvězda vpno, nevskjí-li se příliš velké porch. Šířka kmiání je mnohem menší než šířka, jaké bchom dosáhli při ovládání maximálního opného výkon. 7.2.1. Nespojié regláor se zpěno vazbo (zv. implsní) Dvopolohový implsní regláor s charakerem PD Zpěné vazb se požívá dvopolohových regláorů v případech, kd kolísání reglované veličin je příliš veliké i při vžií všech možných pospů, jak oo kolísání zmenši (vhodně mísěný snímač s malým zpožděním, vhodná volba mezí min a max, minimální hsereze H). To nasává zejména sosav s velkým poměrem T /T n. Pro úspěšno reglaci akových sosav je řeba regláor doplni obvodem, kerý b reglační pochod výrazně zlepšil. Z obr. 7.6 je parné, že dvopolohový regláor při reglaci sosav 2. a vššího řád má zásadní nevýhod, že reagje vpíná akční veličin až v okamžik, kd reglovaná sosava překročí žádano hodno o H/2. Vlivem dnamických vlasnosí reglované sosav (servačnosi) pak dojde k překývní, j. maximální odchlce Δ/2 od žádané hodno. Sejný děj nasává při pokles reglované veličin. Jak již blo řečeno, sosav s relaivně velko hodnoo poměr T /T n je dvopolohová reglace bez zpěné vazb nevhovjící. Pro úspěšno reglaci akových sosav je řeba regláor doplni obvodem, kerý předvídá chování sosav dříve, než se na vsp regláor objeví signál o překročení žádané hodno nebo o pokles pod žádano hodno. Nejčasěji se eno obvod realizje jakýmsi modelem dnamik reglované sosav, zapojeným s nasavielným zesílením (zv. vlivnosí zpěné vazb) v záporné zpěné vazbě z výsp (obr. 7.9). Při zapojení éo zv. - 10 -
České vsoké čení echnické v Praze Fakla informačních echnologií Kaedra číslicového návrh Doc.Ing. Kaeřina Hniová, CSc. Kaeřina Hniová záporné zpožďjící zpěné vazb se začne od signál reglační odchlk odečía výspní signál obvod zpěné vazb. Skečná reglovaná veličina ak překývne poze minimálně. měřicí člen e zesilovač vlivnos zpěné vazb v nelineární dvopolohový člen servačnos 1. řád Obr. 7.9.: Blokové schéma implsního dvopolohového regláor se záporno zpožďjící zpěno vazbo Po přepní regláor se přerší aké obvod zpěné vazb, výspní signál obvod zpěné vazb se zmenšje a výsledný rozdíl signálů klesá rchleji než skečný signál reglované veličin (obr.7.10). Reglační pochod je analogický i při pokles reglované veličin. Působením zpožďjící záporné zpěné vazb s vhodně nasavenými paramer se ak podsaně zmenší kolísání reglované veličin při sočasném zvěšení čenosi spínání. Výsledná sřední hodnoa reglované veličin je ovšem poněkd nižší ( ), než nasavená av max žádaná hodnoa reglované veličin ( ) (viz obr. 7.10). min () ON signál zpěné vazb OFF Obr. 7.10.: Průběh reglačního pochod implsního dvopolohového regláor se zpožďjící zpěno vazbo - 11 -
České vsoké čení echnické v Praze Fakla informačních echnologií Kaedra číslicového návrh Doc.Ing. Kaeřina Hniová, CSc. Kaeřina Hniová O vliv spojiě působící zpěné vazb na přenos dvopolohového regláor si můžeme děla předsav analogií se spojiým regláorem se zpěno vazbo. Pro spojiý regláor se zpěno vazbo podle obr. 7.11 je celkový přenos regláor G R (s) při znalosi přenos přímé věve G 1 (s) a přenos zpěné vazb G Z (s) roven: G 1( s ) 1 GR( s ) = = (7.5) 1 + G ( s )G ( s ) 1 1 Z + GZ ( s ) G ( s ) Za předpoklad, že G 1 ( s ) >> 1, je celkový přenos regláor rčen především obráceno hodnoo přenos zpěné vazb: 1 1 GR ( s ) = (7.6) G ( s ) Při zanedbaelné hserezi můžeme dvopolohový regláor se spojiě pracjící zpěno vazbo, zobrazený na obr. 7.12, považova v okamžik překlopení za zesilovač s nekonečně velkým zesílením. Výsledný přenos za ěcho předpokladů pak bde rčen rovněž především přenosem zpěné vazb. Z G 1 (s) G Z (s) Obr. 7.11.: Spojiý regláor se zpěno vazbo G Z (s) Obr. 7.12.: Nespojiý regláor se zpěno vazbo V praxi se požívá zpěná vazba s přenosem 1. řád: 1 V GZ ( s ) = V =, T s + 1 T s + 1 d kde V je nasavielné zesílení ve zpěné vazbě, pro jehož označení ze vžil název vlivnos zpěné vazb. Sosava 1. řád (zv. servačnos 1. řád) s časovo konsano T d je jakýmsi přibližným modelem dnamického chování reglované sosav. Za vedeného předpoklad má celkový přenos dvopolohového regláor se zpěno vazbo charaker: 1 1 1 R (s) = (Td s + 1) = + Td s = ro + V V V G 1 d r s - 12 -
České vsoké čení echnické v Praze Fakla informačních echnologií Kaedra číslicového návrh Doc.Ing. Kaeřina Hniová, CSc. Kaeřina Hniová Je ed možno hovoři o proporcionálně derivačním (PD) charaker přenos. V praxi se oo označení implsních dvopolohových regláorů vžilo a osvědčilo se. Třípolohové implsní regláor Třípolohové implsní regláor jso nejčasěji požívanými regláor pro sosav, v nichž je akční člen obvkle venil ovládán servomoorem. Blokové schéma ohoo p regláor je vedeno na obr. 7.15. Z obrázk je parné, že regláor obsahje dvě záporné zpěné vazb. První zpožďjící zpěná vazba, je vniřní vazbo regláor. Její fnkce je obdobná jako dvopolohového implsního regláor (PD regláor). Drhá záporná zpěná vazba je vazbo od poloh akčního člen. Je o vazba vnější a označjeme ji jako pevno záporno zpěno vazb. Třípolohový implsní regláor s charakerem PI Celkový přenos řípolohového regláor se zpožďjící zpěno vazbo a servomoorem má charaker přenos PI. Třípolohový regláor p PI se zpožďjící zpěno vazbo a servomoorem nemá zapojen pevno záporno zpěno vazb (obr. 7.13)! e zesilovač vlivnos zpěné vazb v nelineární řípolohový člen servomoor Obr.7.13.: Blokové schéma implsního řípolohového regláor s charakerem PI Zpožďjící zpěná vazba způsobje při konsanní reglační odchlce pravidelné spínání výsp regláor, ed zv. implsování (obr.3.13). Sřída implsování m je při konsanní reglační odchlce rovněž konsanní. S rosocí reglační odchlko se sřída implsování zvěšje. Obr. 7.14.: Tpická odezva řípolohového implsního regláor - 13 -
České vsoké čení echnické v Praze Fakla informačních echnologií Kaedra číslicového návrh Doc.Ing. Kaeřina Hniová, CSc. Kaeřina Hniová Výsp servomoor a om odpovídající poloha venil je ed inegrálem ěcho implsů a venil je oevírán do požadované poloh. Při změně polari reglační odchlk a překročení pásma necilivosi začne výsp regláor opě implsova a servomoor začne v rm implsů venil přivíra. Příklad reglačního pochod obvod s řípolohovým implsním regláorem je znázorněn na obr. 7.15. max necilivos min začáek implsování servomoor se rvale oáčí saická charakerisika regláor napěí pro servomoor poloha venil Obr. 7.15.: Průběh reglačního pochod obvod s řípolohovým regláorem s charakerem PI Třípolohový implsní regláor s charakerem P Třípolohové implsní regláor s charakerem P se požívají k reglaci sosav s relaivně dloho dobo průah T nebo s dopravním zpožděním T d. U ohoo p regláor je kromě vniřní zpožďjící zpěné vazb ješě zapojena pevná záporná zpěná vazba od poloh akčního člen venil. Blokové schéma na obr. 7.15 znázorňje zapojení obo zpěných vazeb. Výsledný přenos regláor se zpožďjící i pevno záporno zpěno vazbo má charaker P regláor. Pevná záporná zpěná vazba má význam a pracje podobně jako spojiých regláorů. Sejně ak je nespojiých regláorů zaváděn signál klidové poloh venil (obr. 7.15 označeno jako KPV), ed přednasavení akčního člen. - 14 -
České vsoké čení echnické v Praze Fakla informačních echnologií Kaedra číslicového návrh Doc.Ing. Kaeřina Hniová, CSc. Kaeřina Hniová e KPV zesilovač vlivnos zpěné vazb v nelineární dvopolohový člen servačnos 1. řád servomoor K Obr.7.15.: Blokové schéma implsního řípolohového regláor s charakerem P Je možno říci, že řípolohové implsní regláor, ať již bez záporné zpěné vazb či s ní, jso nežívanějšími nespojiými regláor pro sosav s akčním členem obsahjícím servopohon a venil. - 15 -