PODSTAWY AUTOMATYKI 6. Typowe obiekty i regulatory

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "PODSTAWY AUTOMATYKI 6. Typowe obiekty i regulatory"

Małgorzata Tomczak
5 lat temu
Przeglądów:

1 Politchnia Warszawsa Instytt Atomatyi i Robotyi Prof. dr hab. inż. Jan Macij Kościlny PODSAWY AUOMAYKI 6. yow obity i rglatory

2 Obit rglacji 2 Dwojai sns: - rocs o orślonych własnościach statycznych i dynamicznych, tóry odlga strowani (rglacji) - aaratra tchnologiczna, w tórj zachodzi rocs

3 Obity rglacji 3 z z 2 z 3 y 2 OBIEK y 2 3 REGULACJI y 3 Schmat idowy trójwymiarowgo obit rglacji

4 Obity rglacji 4 Elmnt wyonawczy Obit rglacji y Prztworni omiarowy Rglator Własności zsołów wyonawczych i rztworniów omiarowych włączon są do obit. ransmitancja obit oisj więc wyadow własności ołącznia: zsół wyonawczy + obit + rztworni omiarowy

5 Klasyfiacja obitów rglacji 5. Wg równań oisjących obit: - liniow - niliniow 2. Z względ na osiągani stan równowagi o wymszni soowym - statyczn, tzw. z samowyrównanim - astatyczn, tzw. bz samowyrównania 3. Wdłg liczby wilości rglowanych - jdnowymiarow - wilowymiarow 4. Z względ na stałość w czasi aramtrów - stacjonarn - nistacjonarn

6 Rodzaj obitów 6 Rodzaj obitów: - obity statyczn (wartość odowidzi soowj dąży do wartości sończonj bz działania całjącgo) - obity astatyczn (wartość odowidzi soowj dąży do nisończoności z działanim całjącym) (t) (t)

7 Obity statyczn 7 (t) 2 3 G( s G( ( s )( 2s ) G( ( s )( s )( s ) 2 3 s

8 Obity astatyczn 8 (t) G( s G( s ( s ) G( s( s )( s ) 2 s Obity astatyczn zawirają bigny w zrz

Mtody idntyfiacji obitów: - na odstawi odowidzi na wymszni soow - na odstawi odowidzi na

9 Idntyfiacja obitów 9 Idntyfiacja obitów: orślni modl obit na odstawi badań srymntalnych Potrzba idntyfiacji - trdności stalnia ois matmatyczngo obitów mtodami analitycznymi Mtody idntyfiacji obitów: - na odstawi odowidzi na wymszni soow - na odstawi odowidzi na inn wymsznia - srymntaln wyznaczni charatrysty częstotliwościowych - mtody statystyczn - inn

10 Idntyfiacja srymntalna obitów 0

11 Arosymacja własności obitów statycznych Mtoda G( s s (t) dy( t) dt y( t) ( t ) y st st

12 Arosymacja własności obitów statycznych 2 Mtoda 2 ( s z ) n n / 0 0,04 0,28 0,39 0,40 0,493 z / 2,78 3,695 4,463 5,9 5,699

13 Arosymacja własności obitów astatycznych 3 G( s i s (t) dy( t) dt ( t ) st (t)

14 Charatrystyi częstotliwościow Obity statyczn G( ( s ) s 4

15 Charatrystyi częstotliwościow Obity astatyczn G( s i s 5

16 Rglator w ładzi atomatyi 6 z w + - R O y Zadani rglatora minimalizacja odchyłi rglacji (jmn srzężni zwrotn) W rglatorach wyznaczan są zawsz odchyłi rglacji =y-w lb =w-y (działani rost lb odwrotn) oraz gnrowany jst wwnętrzny sygnał wartości zadanj w

17 Zasada jmngo srzężnia zwrotngo 7 Zawór NO - wzrost sygnał z rg. zamya zawór rg. działani rost Zawór NZ - wzrost sygnał z rg. otwira zawór rg. działani odwrotn Rglator

Dla liniowych rglatorów o działani ciągłym algorytm PID ma ostać: idalny ( G( ( d ( s i rzczywisty G( ( (

18 Rglatory PID 8 Podstawow rodzaj rglatorów o działani ciągłym lb qasi-ciągłym ralizją fncj PID (działania: P roorcjonaln, I całjąc, D różniczjąc). Dla liniowych rglatorów o działani ciągłym algorytm PID ma ostać: idalny ( G( ( d ( s i rzczywisty G( ( ( ( s i s s ) d gdzi: d i d d wzmocnini roorcjonaln czas zdwojnia (stała czasowa acji całjącj) czas wyrzdznia (stała czasowa acji różniczjącj) wzmocnini dynamiczn (najczęścij 40)

19 Strtra rglatora PID 9 w + - y i s d s ( G( ( d ( s i

20 Rglator P 20 ( t) ( t) ransmitancja G( Zars roorcjonalności wartość sygnał wyjściowgo dla = 0, orślana jao nt racy obit i odawana w jdnostach sygnał lb w rocntach x 00% Równani ch-i soowj ( t) ( t) st

21 Rglator P 2 G ( ( ( ( r ( dla =0 Gr ( dla 0 [%] [%] Charatrystya statyczna

22 Rglator I 22 ( t) t ( ) d (0) i 0 ransmitancja G( s i Równani ch-i soowj ( t) st i t Odowidź na załócni soow

23 23 Rglator PI ransmitancja Równani ch-i soowj ) ( ) ( t t i st (0) ) ( ) ( ) ( 0 d t t t i ) ( ) ( s s G i

24 Rglator PD idalny 24 ( t) ( t) d d( t) dt ransmitancja ( d Równani ch-i soowj (t) (t) ( t) [ ( t)] st d d dla K = t (t) - fncja Diraca

25 Rglator PD rzczywisty 25 d d d( t) dt ( t) ( t) d d( t) dt wartość sygnał wyjściowgo dla = 0 orślana jao nt racy obit i odawana w jdnostach sygnał lb w rocntach d czas wyrzdznia [s] K d wzmocnini dynamiczn (stał), K d = 5-0 ransmitancja ( d ) d d s s Równani ch-i soowj t d ( t) st( )

26 Rglator PID idalny 26 ( t) t ( t) ( ) d i 0 d d dt (0) ransmitancja G( ( d s i Równani ch-i soowj ( t) st[ t d ( t)] i (t) - fncja Diraca

27 27 Rglator PID rzczywisty ransmitancja Równani ch-i soowj ) ( s s s d i ) ( ) ( t d i st t t (0) ) ( ) ( ) ( ) ( 0 dt d d t t dt t d d t i d d

28 Przbigi wilości rglowanj 28 z w + - R O y Z(t) Z(t)

29 Zmodyfiowana strtra rglatora PID 29 Strtra odstawowa ( ( d ( s i w + - y i s d s Strtra zmodyfiowana Strtra rglatora stosowana w cl ogranicznia nagłych zmian odchyłi rglacji rzy soowych zmianach wartości zadanj ( ( ) ( d s y( s i w + - y i s d s + - +

30 Ogranicznia wyjścia i całowania 30 Elmnt wyonawczy z względ na nasycni ni moż rzniść dowolni dżych sygnałów strjących otrzba ogranicznia wyjścia rglatora. Przy dłższym czasi trwania odchyłi sygnał wyjściowy człon całjącgo moż rzraczać ograniczni sygnał wyjściowgo aby ta wartość została zrdowana rzy odchyłc o odwrotnym zna otrzba trochę czas owodj to ogorszni jaości rglacji. Aby wyliminować to zjawiso stosowan jst ograniczni całowania zatrzymani acji całowania w sytacji gdy sygnał rzracza ograniczni.

31 Uład rglacji 3 Schmat strtry rzyrządowj ład rglacji : y wilość rglowana, w sygnał wilości zadanj, sygnał odchyłi rglacji, sygnał strjący (sygnał wyjściowy rglatora), ym wilość mirzona, M rglacja ręczna (Manal), A- rglacja atomatyczna (Ato), ZW lmnt wyonawczy, PP rztworni omiarowy.

32 Rglator 32 (y) PV zacisi wjsciow (w) SP C,CAS A,M SP R N SP zadajni Blo PID P r i d zadajni A M M CV () zacisi wyjsciow rzłączni

33 chniczna ralizacja 33 Strowni rogramowalny Rglator wiloanałowy chnia softcontrol Stacja rocsowa

34 Rglatory mirorocsorow 34 AI wjścia analogow (Analog Int) DI wjści dysrtn (Digital Int) AO wyjści analogow (Analog Ott) DO wyjści dysrtn (Digital Ott) H wartość górna (High) L wartość dolna (Low)

35 Przyład onfigracji AI AO Y=X PID Y=X PROG.CZASOWY AI 2 AO 2 Y=X P Y=X AI 3 Y=X PID 3 43 AI 4 AI 5 AI 6 AI 7 PID Y=X 4 3Psw 44 H Y=X PID 5 45 Y= X Y= xdt PID X +X2 Y= X Y= PID AI 8 Y= X 8 DI DO Y=X Y=X 2 6 Y=X 62 Y=X 63 Y=X 64 DO 2 DO 3 DO 4

36 Rglator dysrtny (cyfrowy) PID 36

37 Rglator dysrtny (cyfrowy) PID 37 Ralizacja całowania i różniczowania

38 Rglator dysrtny (cyfrowy) PID 38 Algorytm ozycyjny z idalną acją różniczjącą

39 Rglator dysrtny (cyfrowy) PID 39 Przyładowa odowidź na załócni soow

Podobne dokumenty

PODSTAWY AUTOMATYKI 7. Typowe obiekty i regulatory

PODSTAWY AUTOMATYKI 7. Typowe obiekty i regulatory Poliechnia Warszawsa Insy Aomayi i Roboyi Prof. dr hab. inż. Jan Maciej Kościelny PODSAWY AUOMAYKI 7. yowe obiey i reglaory Obie reglacji 2 Dwojai sens: - roces o oreślonych własnościach saycznych i dynamicznych,