Регулятор (теория управления)


Регулятор, или управляющее устройство, — в теории автоматического управления устройство, которое следит за состоянием объекта управления как системы и вырабатывает для неё управляющие сигналы. Регулятор следит за изменением некоторых параметров объекта управления (непосредственно либо с помощью наблюдателей) и реагируют на их изменение с помощью некоторых воздействий в соответствии с заданным качеством управления.

Систему управления с обратной связью называют «замкнутой», а систему без обратной связи (то есть только с прямой связью) называют «разомкнутой», «открытой».[1]

Регуляторы в подавляющем большинстве работают по принципу отрицательной обратной связи с целью компенсировать внешние возмущения, действующие на объект управления, и отработать заданный извне или заложенный в системе закон управления. Для определения закона управления используется информация о математической модели объекта, которая считается заранее известной.

Наиболее распространённым в силу своей универсальности является ПИД-закон регулирования, обеспечивающий приемлемое качество регулирования в большинстве случаев, однако не всегда являющийся оптимальным в каждом конкретном применении, т.е. иногда можно обойтись более простым законом регулирования. Пример сложного и эффективного регулятора — регулятор на основе фильтра Кальмана.

К пневматическим типам относятся регуляторы пропорционального, пропорционально-интегрального и пропорционально-интегрально-дифференциального типов и струйный регулятор. В пневматических регуляторах всех типов носителем сигнала между отдельными элементами является сжатый воздух. В системах отсутствуют электрические линии связи и электрические контактные устройства, поэтому их можно использовать при автоматизации процессов во взрыво- и пожароопасных условиях эксплуатации. Действие струйных регуляторов основано на аэродинамическом взаимодействии струйных потоков воздуха.

Электрические регуляторы бывают также различных типов: многоканальные, типа РП2, что является релейным бесконтактным прибором с импульсным управлением исполнительным механизмом. Также типа Р, что является не регулирующим прибором, а регулирующим блоком с аналогичным принципом работы. Еще один тип РФ, который является дискретно-непрерывным регулятором и может быть использован как корректирующие устройство[2].