PODSTAWY AUTOMATYKI 10. Struktury układów regulacji

Transkrypt

1 Politechnika Warzawka Inttut Automatki i Robotki Prof. dr hab. inż. Jan Maciej Kościeln PODSTAWY AUTOMATYKI 10. Struktur układów regulacji

2 Obiekt regulacji u Element wkonawcz Obiekt regulacji Przetwornik pomiarow Regulator Właności zepołów wkonawczch i przetworników pomiarowch włączone ą do obiektu. Tranmitancja obiektu opiuje więc wpadkowe właności połączenia: zepół wkonawcz obiekt przetwornik pomiarow

3 Uogólniona truktura jednoobwodowa Tranmitancja o, opiująca związek pomiędz terowaniem u i wjściem, może bć inna niż tranmitancja z, opiująca związek pomiędz zakłóceniem z i wjściem b z O z _ O _ u u u _ w R _ w R e e w z u z O R _ e _ w

4 Regulacja kakadowa franc. cacade = wodopad topniowan w automatce regulacja w kolejnch obwodach

5 Kied toujem Regulacja kakadowa jet celowa dla obiektów: wieloinercjnch, o tałch rozłożonch z opóźnieniem tranportowm w części 2, Warunkiem utworzenia kakadowego układu regulacji jet itnienie w obiekcie mierzalnej pomocniczej wielkości regulowanej p, która zbciej reaguje na to zakłócenie niż główna wielkość regulowana. OBIEKT u p 1 2 o 2 1

6 Schemat kakadowego układu regulacji z 1 z u 2 p - u 1 R 2 R 1 e - 0 Regulator pomocnicz Regulator główn

7 Schemat zmodfikowan Obiekt zmodfikowan z 1 z 2 R 2 - u 2 p 1 2 u 1 R 2 e - 0 R 1 ob. m u R2 1 R 1 2

8 Neutralizacja właściwości dnamicznch części 1 obiektu j R j R R u m ob w paśmie czętotliwości, w którm zachodzi: 2. j j m ob

9 Kompenacja zakłóceń z 1 z 1 z 2 R 2 - u 2 p 1 2 u 1 R 2 R 1 e - 0 Zakłócenia z 1 kompenowane ą j R j krotnie ilniej niż w układzie jednoobwodowm z regulatorem R 1.

10 Linearzacja charaktertki tatcznej u 1 z 1 z 2 A u 2 p R B R 2 R 1 e - 0 Charaktertka tatczna obiektu: p =fu 2 Charaktertka zmodfikowana: p =fa u 2 =A-B A=u 2 B

11 Linearzacja charaktertki tatcznej części 1 obiektu p 1 p =fu 2 p =fb p =fa 0,5 0 u wejście B A=u 2 B

12 Układ regulacji temperatur 0 R para x

13 Kakadow układ regulacji temperatur 0 R g x 1 p R p x 2 para

14 Kakadow układ regulacji temperatur Układ regulacji poziomu na półce zailającej kolumn rektfikacjnej. L PID F P 1 przepłw, zbki obiekt 2 poziom, dłużze tałe czaowe Z1 główne zakłócenie, wahania ciśnienia na dopłwie

15 Dobór regulatorów i nataw Zazwczaj: regulator główn tpu PI lub PID regulator pomocnicz tpu P lub PD nataw regulatora pomocniczego jak dla układu jednoobwodowego obwód pomocnicz, nataw regulatora głównego jak dla układu jednoobwodowego obiekt zmodfikowan

16 Zalet i ograniczenia neutralizacja właności dnamicznch części 1 obiektu ilna kompenacja zakłóceń z1 linearzacja charaktertki tatcznej części 1 obiektu brak popraw jakości regulacji względem zakłóceń z2

17 Regulacja tounku Regulacja tounku: Q Q 2 1 k z możliwością oddziałwania jednie na Q 2. Uwaga: wpłw zakreów pomiarowch przetworników PP 1 i PP 2

18 Kakadowa regulacja tounku powietrze paliwo Przkład optmalizacji proceu palania przez utrzmwanie tałej zawartości O 2 w palinach

19 Kakadowa regulacja tounku Regulacja zawartości tlenu w palinach x PID Q PID F POWIETRZE ROPA OLEJ F T PID

20 Zaada kompenacji zakłóceń z K z u ob Warunek realizacji: możliwość pomiaru zakłócenia znajomość właności dnamicznch obiektu ob i toru zakłócenia z

21 Zaada kompenacji zakłóceń z K z u ob z ob 0 K ob z K ob z z u ] [ z K u ob z ob K ob z Warunek abolutnej inwariantności: /z=0 Wpłw zakłócenia jet całkowicie kompenowan

22 Kompenacja a regulacja Układ regulacji Układ kompenacji pomiar wielkości regulowanej pomiar zakłócenia, wmagana znajomość tranmitancji z nie jet możliwa całkowita eliminacja wpłwu zakłócenia na wjście obiektu wolniejze działanie teoretcznie jet możliwa całkowita eliminacja wpłwu zakłócenia na wjście obiektu błkawiczne działanie zabezpiecza przed wpłwem wztkich zakłóceń na wielkość regulowaną kompenuje wpłw tlko jednego zakłócenia na wielkość terowaną duża odporność na zmian parametrów obiektu mała odporność na zmian parametrów obiektu