3. Syntéza regulačních obvodů

Syntézou regulačních obvodů rozumíme návrh struktury regulačního obvodu, tj. regulátoru a jeho parametrů tak, aby obvod splňoval požadavky kladené na regulační pochod. Do syntézy zahrnujeme pouze teoretický návrh regulačního obvodu a nikoliv i následnou volbu technické realizace návrhu. Při návrhu regulačního obvodu však vycházíme z provozních podmínek (např. rozměry a hmotnost zařízení, pracovní prostředí, režim provozu apod.), ve kterých bude regulační obvod pracovat.

Můžeme se setkat s těmito výchozími předpoklady pro syntézu:

  1. Můžeme libovolně měnit strukturu i parametry regulačního obvodu a jsme omezeni jen splněním podmínek fyzikální realizovatelnosti.
  2. Je zadaná část struktury i část parametrů regulačního obvodu.
  3. Struktura obvodu je plně zadána a jsou zadány i některé parametry regulačního obvodu.

První případ se v praxi vyskytuje pouze ojediněle, většina regulačních obvodů patří pod bod 3. Jsou to obvody, které lze rozdělit na regulovanou soustavu a regulátor. Úloha syntézy se zde redukuje pouze na určení stavitelných parametrů regulátoru. Vhodnost správné volby typu regulátoru a jeho parametrů můžeme ověřit jednak simulací na matematickém modelu navrženého regulačního obvodu a jednak provozními zkouškami regulovaného objektu přímo v provozu.

Pod 2. bod patří regulační obvody, u kterých nelze provést rozdělení na regulovanou soustavu a regulátor. Jsou to např. servomechanismy, regulační obvody sloužící k vlečné regulaci polohy a rychlosti. U těchto regulačních obvodů navrhujeme částečně jak jejich strukturu, tak i jejich parametry.

Při syntéze regulačního obvodu potřebujeme znát:

  1. dynamické vlastnosti regulované soustavy (přenos, diferenciální rovnici, přechodovou charakteristiku),
  2. předpokládaný průběh řídicí veličiny,
  3. předpokládané průběhy poruchových veličin a místo jejich vstupu do regulované soustavy,
  4. omezení akčních veličin (výstupní hodnota z regulátoru nemůže nabývat libovolně velké hodnoty),
  5. požadavky na kvalitu regulace.

Pro zjednodušení výpočtu uvažujeme u bodu 2 a 3 jako vstupní veličiny funkce, jejichž matematické vyjádření je snadné a z odezvy regulačního obvodu na tyto funkce můžeme posoudit přesnost a kvalitu regulace. Nejčastěji používané funkce jsou jednotkový skok, jednotkový impuls a skok rychlosti a zrychlení vstupního průběhu.


Nahoru