Vlastnosti regulačních členů

Vlastnosti všech členů regulačních obvodů se projevují na kvalitě regulace. Členy hodnotíme podle jejich statických a dynamických vlastností.

Statické vlastnosti regulačních členů

Statické (klidové) vlastnosti vyjadřujeme pomocí statické charakteristiky. Statická charakteristika je závislost výstupního signálu členu x₂ na vstupním signálu x₁ v ustáleném stavu.

Je–li statickou charakteristikou členu přímka, je člen lineární. Pokud se průběh charakteristiky od přímky odlišuje, je člen nelineární.

Obr. 1: Statická charakteristika lineárního členu

Závislost mezi vstupním a výstupním signálem lineárního členu můžeme vyjádřit matematicky pomocí statického zesílení. Statické zesílení k je poměr výstupního a vstupního signálu v libovolném bodě:

Členem s lineární statickou charakteristikou je například rezistor.

Známé nelineární členy jako stabilizační a usměrňovací diody, tranzistory, termistory apod. zahrnujeme pod pojem obecné nelinearity. V regulačních obvodech se vyskytují i další typické nelinearity, způsobené fyzikální omezeností systému. Příkladem může být pásmo necitlivosti, které se projevuje u servomotorů ( vliv tření), hystereze u elektromagnetického relé nebo vůle v převodech.

Obr. 2: Příklady nelinearit

V některých případech lze v okolí pracovního bodu nahradit část nelineární charakteristiky přímkou a tím provést linearizaci členu.

Obr. 3: Linearizace charakteristiky

Řešení obvodů s nelineárními členy je složité, proto se těmito obvody nebudeme zabývat.

Dynamické vlastnosti regulačních členů

Dynamické (pohybové)vlastnosti vyjadřují chování členů v přechodných dějích (v závislosti na čase). Přechodný děj nastane v regulačním obvodu při reakci na poruchy nebo změnu žádané hodnoty regulované veličiny. Můžeme získat informaci o zpožděních, která v systému vznikají, a o přenosu signálů s různou frekvencí.

Příklad:

Při regulaci teploty v peci dojde při výměně vsázky ke snížení teploty. Po zásahu regulátoru se bude teplota v peci po určitou dobu měnit až do ustálení na požadované hodnotě.

Obr. 4: Odezva na změnu poruchové veličiny

Dynamické vlastnosti členů výrazně ovlivňují kvalitu regulace.