Дифференциальное регулирование

Дифференциальное регулирование— это выработка составляющей выходного сигнала регулятора, величина которой, зависит от скорости возникновения отклонения регулируемой переменной от уставки срабатывания.

Закон дифференциального регулирования используется, чтобы предотвратить чрезмерное отклонение регулируемой переменной от уставки, вырабатывая корректирующее воздействие пропорциональное скорости отклонения. Так, моделируя дифференциальный закон регулирования, оператор изменяет степень открытия регулирующего клапана в соответствии со скоростью возрастания отклонения уровня от уставки. Например, если уровень начал понижаться, оператор быстро увеличит степень открытия приточного клапана (при этом эти изменения положения клапана большие, чем при чисто пропорциональном законе регулирования), чтобы замедлить скорость изменения уровня и, в конечном счете, стабилизировать уровень. Если уровень начал быстро понижаться, оператор должен быстро и значительно открыть клапан, чтобы замедлить скорость падения уровня и потом его стабилизировать. Обратите внимание, что интегральный выходной сигнал— это постепенно возрастающий сигнал. В этом как раз и проявляется основное свойство интегрального регулирования, которое преодолевает смещение и возвращает регулируемую переменную процесса к уставке.

Принцип работы дифференциального регулирования:

Если изменение регулируемой переменной процесса происходит быстро, дифференциальный регулятор ответит большой величиной выработанного им управляющего воздействия. Если изменения происходят медленно, величина управляющего воздействия меньше. Если не происходит никаких изменений, никакое управляющее воздействие не вырабатывается.

Как и в случае интегрального регулирования, дифференциальное регулирование не существует непосредственно само по себе: оно всегда объединяется с пропорциональным регулированием. При дифференциальной составляющей, добавленной к пропорциональному регулятору, когда происходит изменение регулируемой переменной, регулятор измеряет скорость изменения и производит мгновенное наращивание пропорционального выходного сигнала.

В действительности, этот режим регулирования противодействует изменению входного сигнала регулятора (регулируемой переменной процесса) и пытается останавливать изменения, как только они обнаружены. Когда изменения входного сигнала прекращаются, корректирующее воздействие, производимое дифференциальным регулятором исчезает и остается только часть выходного сигнала, выработанная пропорциональным регулятором.

Дифференциальное регулирование особенно эффективно для процессов, которые имеют большие запаздывания. Например, в системе регулирования температуры с большой емкостью, сопротивлением и чистым запаздыванием пройдет немало времени пока возмущение по температуре проявится как рассогласование регулируемой переменной (температуры).