UKŁADY REGULACJI PID DOBÓR NASTAW

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "UKŁADY REGULACJI PID DOBÓR NASTAW"

Andrzej Mucha
8 lat temu
Przeglądów:

1 UŁADY REGULACJI PID DOBÓR NASAW. CEL ĆWICZENIA Celem ćwicenia jest ponanie właściwości i funcji egulatoów PID w uładie e spężeniem wotnym. W aes ćwicenia wchodi: - badanie odpowiedi casowych na so jednostowy uładu egulacji wybanymi stutuami egulatoa, - oeślenie wsaźniów jaości egulacji, - ponanie wybanych metod dobou nastaw egulatoów PID.. WSĘP EOREYCZNY Uładem egulacji naywa się tai uład steowania, w tóym do steowania obietem wyoystuje się sygnał jego wyjścia pope ujemne spężenie wotne. Na ys. pedstawiono uposcony schemat bloowy uładu egulacji. Zadaniem egulatoa jest mniejsenie (eliminacja) odchyłi egulacji wyniającej oddiaływania na obiet egulacji óżnych ałóceń. (t) s(t) - e(t) Regulato PID u(t) Obiet y(t) Rys.. Schemat bloowy uładu egulacji gdie: y(t) - sygnał egulowany, s(t) - sygnał adany, e(t) - sygnał błędu, (eultat poównania w węźle sumacyjnym sygnału egulowanego sygnałem adanym), u(t) - sygnał egulujący, (t) - ałócenie. - -

PID.. WSĘP EOREYCZNY Uładem egulacji naywa się tai uład steowania, w tóym do steowania obietem wyoystuje się sygnał jego wyjścia pope ujemne spężenie wotne. Na ys.

2 Podstawowym wauniem odpowiedniego dobou typu egulatoa i jego nastaw jest najomość właściwości dynamicnych egulowanego obietu. ym samym istotnym adaniem py pojetowaniu uładu egulacji jest pepowadenie identyfiacji obietu w celu oeślenia modelu dynamicnego obietu. olejnym etapem jest sfomułowanie wymagań odnośnie jaości egulacji (jaość pebiegu pejściowego i stan ustalony). Na podstawie tych infomacji można wynacyć stutuę i nastawy paametów egulatoa. Wsaźnii jaości Do oeślania jaości egulacji stosuje się wsaźnii jaości. Wsaźnii jaości można podielić na dwie gupy: - wsaźnii bepośednie, - wsaźnii pośednie. Wsaźnii bepośednie to te wsaźnii, tóe są bepośednią miaą oceny pebiegu pejściowego e(t), wywołanego standadowym wymuseniem. Natomiast do wsaźniów pośednich alicamy te wsaźnii jaości, tóe na podstawie pebiegu chaateysty cęstotliwościowych powalają w pybliżeniu oeślić stałt e(t) py oeślonym wymuseniu. (np. apas stabilności). Gupę wsaźniów bepośednich twoą: - masymalny błąd dynamicny e(t), - błąd statycny (błąd egulacji w stanie ustalonym) e s, - peegulowanie η 00*e /e [%] (gdie: e, e olejne estemum) - cas egulacji t dla dopuscalnego odchylenia. Głównymi wsaźniami pośednimi są: - wsaźni egulacji, - wsaźni nadążania, - wsaźnii całowe (w tym wsaźni I 0 e ( t) dt ). - -

olejnym etapem jest sfomułowanie wymagań odnośnie jaości egulacji (jaość pebiegu pejściowego i stan ustalony). Na podstawie tych infomacji można wynacyć stutuę i nastawy paametów egulatoa.

3 3. WYBRANE MEODY ANALIYCZNE WYZNACZANIA NASAW PARAMERÓW REGULAORA PID - metoda bepośednia W metodie tej, na podstawie tansmitancji obietu, oeślamy tansmitancję egulatoa tóa spełnia ałożone yteia jaościowe egulacji. Dla oeślonych yteiów jaościowych egulacji aładamy tansmitancję obietu amniętego (wynaconą dla odpowiedi na so jednostowy). Na pyład dla waunów odpowiedi uładu na so jednostowy: - eowego błędu egulacji (), - bau peegulowania (pebieg inecyjny), - oeślonego casu naastania ( odpowiednie), - oeślonego casu egulacji ( odpowiednie). ansmitancja uładu amniętego ma postać: s + Dobó stutuy egulatoa pepowadimy dla pyładowego obietu o tansmitancji: Wobec tego: ( s + )( s + ) ( s) + ( s) ( s)[ s+ [ ( s+ )( s+ ) s + ] (s) ] s Ponieważ tansmitancja opeatoowa egulatoa PID ma postać: P + I + s D ( s+ )( s+ ) s+ s s - 3 -

Na pyład dla waunów odpowiedi uładu na so jednostowy: - eowego błędu egulacji (), - bau peegulowania (pebieg inecyjny), - oeślonego casu naastania ( odpowiednie), - oeślonego casu egulacji (

4 Z poównania wynia, że otymany egulato ma stutuę PID o nastawach: p I D + - metoda Zieglea-Nicholsa Dla obietów o chaateystyce apeiodycnej stosuje się test sou jednostowego oa pybliżony model obietu postaci: gdie: wmocnienie obietu, astępca stała casowa obietu, o astępce opóźnienie obietu. s e o ( s) + s Można atem stwiedić, że chaateystyę soową cłonu inecyjnego n-tego ędu pybliża się chaateystyą soową cłonu inecyjnego I-go ędu, o tansmitancji opóźnieniem 0. s + Metoda Zieglea-Nicholsa baująca na odpowiedi soowej daje dobe eultaty, gdy spełniony jest następujący waune: 0,5 < 0 < 0,6 Optymalne nastawy egulatoów podawane są awycaj w postaci tabel. Dla obietu statycnego nastawy egulatoów PID są następujące: yp Optymalne watości paametów egulatoa p i d P 0,3/a - - PI 0,6/a 0, ,5 - PID 0,95/a,4 0 0,4 0 ab. Nastawy egulatoów w pypadu obietów opóźnieniem a 0 oa py minimalnym casie egulacji i peegulowaniach ównych 0% - 4 -

s e o ( s) + s Można atem stwiedić, że chaateystyę soową cłonu inecyjnego n-tego ędu pybliża się chaateystyą soową cłonu inecyjnego I-go ędu, o tansmitancji opóźnieniem 0.

5 yp Optymalne watości paametów egulatoa p i d P 0,7/a - - PI 0,7/a 0 + 0,3 - PID,/a 0 0,4 0 ab. Nastawy egulatoów w pypadu obietów opóźnieniem a 0 oa py minimalnym casie egulacji i peegulowaniach ównych 0% yp Optymalne watości paametów egulatoa p i d PI /a 0 + 0,35 - PID,4/a,3 0 0,5 0 ab.3 Nastawy egulatoów w pypadu obietów opóźnieniem a 0 oa py wsaźniu całowym I ( 0 e ( t) dt ) ównym minimum

ównych 0% yp Optymalne watości paametów egulatoa p i d PI /a 0 + 0,35 - PID,4/a,3 0 0,5 0 ab.

6 4. PRZEBIEG ĆWICZENIA LABORAORYJNEGO Na ys. pedstawiono schemat bloowy stanowisa laboatoyjnego do bepośedniego steowania obietów egulacji s(t) e(t) Regulato u(t) Monito - y(t) ompute Petwoni A/C Petwoni C/A Modułowy uład steowania Obiet egulacji Rys. Schemat bloowy stanowisa laboatoyjnego do bepośedniego steowania obietów egulacji. Pebieg ćwicenia:. Wynacyć odpowiedź obietu na so jednostowy.. Dla wybanego obietu egulacji pyjąć óżne stutuy egulatoa (P, I, PI, PD, PID). 3. Dla óżnych stutu uładu egulacji wynacyć odpowiedi uładu na so jednostowy. 4. Na podstawie chaateysty casowych, pepowadić ęcny dobó nastaw paametów egulatoa celem popawy jaości pebiegu pejściowego i stanu ustalonego wyjścia uładu

steowania Obiet egulacji Rys. Schemat bloowy stanowisa laboatoyjnego do bepośedniego steowania obietów egulacji. Pebieg ćwicenia:. Wynacyć odpowiedź obietu na so jednostowy.

7 5. OPRACOWANIE W WYNIÓW. Na podstawie pepowadonej identyfiacji wynacyć paamety modelu obietu.. Metodami analitycnymi wynacyć optymalne nastawy egulatoa PID według oeślonych wsaźniów jaości. 3. Poównać efety egulacji py doboe ęcnym i analitycnym nastaw. 4. Oeślić wpływ paametów egulatoa popocjonalnego, całującego i óżnicującego na diałanie uładu egulacji, oystając podstawowych wsaźniów egulacji. 5. Wypełnić poniżsą tabelę oystając następujących symboli: (wpływ więsy), (wpływ mniejsy), (małe miany), 0 (eo). Cłon Cas naastania Cas egulacji Peegulowanie Błąd egulacji w stanie ustalonym P I D - 7 -

Poównać efety egulacji py doboe ęcnym i analitycnym nastaw. 4.

Podobne dokumenty

( ) ( ) s = 5. s 2s. Krzysztof Oprzędkiewicz Kraków r. Podstawy Automatyki Zadania do części rachunkowej

( ) ( ) s = 5. s 2s. Krzysztof Oprzędkiewicz Kraków r. Podstawy Automatyki Zadania do części rachunkowej Kzyztof Opzędiewicz Kaów 09 0 0. Zajęcia : (ba zadań-wpowadzenie) Zajęcia : (ba zadań wyłącznie część laboatoyjna) Podtawy Automatyi Zadania do części achunowej Zajęcia : Chaateytyi czaowe podtawowych