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, óry odlega serowani (reglacji - aarara echnologiczna, w órej zachodzi roces
Obiey reglacji 3 z z 2 z 3 y 2 OBIEK y 2 REGULACJI 3 y 3 Schema ideowy rójwymiarowego obie reglacji
Obiey reglacji 4 Elemen wyonawczy Obie reglacji y Przeworni omiarowy Reglaor Własności zesołów wyonawczych i rzeworniów omiarowych włączone są do obie. ransmiancja obie oisje więc wyadowe własności ołączenia: zesół wyonawczy + obie + rzeworni omiarowy
Klasyfiacja obieów reglacji 5. Wg równań oisjących obie: - liniowe - nieliniowe 2. Ze względ na osiąganie san równowagi o wymszeni soowym - sayczne, zw. z samowyrównaniem - asayczne, zw. bez samowyrównania 3. Wedłg liczby wielości reglowanych - jednowymiarowe - wielowymiarowe 4. Ze względ na sałość w czasie aramerów - sacjonarne - niesacjonarne
Rodzaje obieów 6 Rodzaje obieów: - obiey sayczne (warość odowiedzi soowej dąży do warości sończonej bez działania całjącego - obiey asayczne (warość odowiedzi soowej dąży do niesończoności z działaniem całjącym ( (
Obiey sayczne 7 ( 2 3 G( s G( ( s ( s 2 G( e ( s ( s ( s 2 3 s
Obiey asayczne 8 ( 4 5 6 G( s G( s ( s G( e s( s ( s 2 s Obiey asayczne zawierają biegny w zerze
Idenyfiacja obieów 9 Idenyfiacja obieów: oreślenie model obie na odsawie badań eserymenalnych Porzeba idenyfiacji - rdności salenia ois maemaycznego obieów meodami analiycznymi Meody idenyfiacji obieów: - na odsawie odowiedzi na wymszenie soowe - na odsawie odowiedzi na inne wymszenia - eserymenalne wyznaczenie charaerysy częsoliwościowych - meody saysyczne - inne
Idenyfiacja eserymenalna obieów 0
Arosymacja własności obieów saycznych Meoda G( s e s ( dy( d y( ( y s s
Arosymacja własności obieów saycznych 2 Meoda 2 ( z s n n 2 3 4 5 6 / 0 0,04 0,28 0,39 0,40 0,493 z / 2,78 3,695 4,463 5,9 5,699
Arosymacja własności obieów asaycznych 3 G( s i e s ( dy( d ( s (
4 Idenyfiacja na odsawie odowiedzi imlsowej ( ( ( y y y s s ( ( ( y y y s s y Ograniczenia możliwości sosowania załócenia soowego (zwłaszcza dla obieów asaycznych załócenie imlsowe
Charaerysyi częsoliwościowe Obiey sayczne G( ( s e s 5
Charaerysyi częsoliwościowe Obiey asayczne G( s i e s 6
Reglaor w ładzie aomayi 7 z w + - e R O y Zadanie reglaora minimalizacja odchyłi reglacji (jemne srzężenie zwrone W reglaorach wyznaczane są zawsze odchyłi reglacji e=y-w lb e=w-y (działanie rose lb odwrone oraz generowany jes wewnęrzny sygnał warości zadanej w
Zasada jemnego srzężenia zwronego 8 Zawór NO - wzros sygnał z reg. zamya zawór reg. działanie rose Zawór NZ - wzros sygnał z reg. owiera zawór reg. działanie odwrone Reglaor
Reglaory PID 9 Podsawowe rodzaje reglaorów o działani ciągłym lb qasi-ciągłym realizją fncje PID (działania: P roorcjonalne, I całjące, D różniczjące. Dla liniowych reglaorów o działani ciągłym algorym PID ma osać: idealny ( G( ( d e( s i rzeczywisy G( ( e( ( s i s s d gdzie: d i d d wzmocnienie roorcjonalne czas zdwojenia (sała czasowa acji całjącej czas wyrzedzenia (sała czasowa acji różniczjącej wzmocnienie dynamiczne (najczęściej 40
Srra reglaora PID 20 w + - y e i s d s + + + ( G( ( d e( s i
Reglaor P 2 ( e( ransmiancja G( Zares roorcjonalności warość sygnał wyjściowego dla e = 0, oreślana jao n racy obie i odawana w jednosach sygnał lb w rocenach x 00% Równanie ch-i soowej ( e ( s
Reglaor P 22 G ( e( ( e( r ( dla =0 Gr ( dla 0 [%] 00 2 2 3 3-50 0 50 e [%] Charaerysya sayczna
Reglaor I 23 ( e( d (0 i 0 ransmiancja G( s i Równanie ch-i soowej ( e s i Odowiedź na załócenie soowe
24 Reglaor PI ransmiancja Równanie ch-i soowej ( ( e i s (0 ( ( ( 0 d e e i ( ( s s G i
Reglaor PD idealny 25 ( e( d de( d ransmiancja ( d Równanie ch-i soowej ( e( ( e [ ( ] s d d dla K = ( - fncja Diraca
Reglaor PD rzeczywisy 26 d d d( d ( e( d de( d warość sygnał wyjściowego dla e = 0 oreślana jao n racy obie i odawana w jednosach sygnał lb w rocenach d czas wyrzedzenia [s] K d wzmocnienie dynamiczne (sałe, K d = 5-0 ransmiancja ( d d d s s Równanie ch-i soowej d ( es( e
Reglaor PID idealny 27 ( e( e( d i 0 d de d (0 ransmiancja G( ( d s i Równanie ch-i soowej ( es[ d ( ] ( i - fncja Diraca
28 Reglaor PID rzeczywisy ransmiancja Równanie ch-i soowej ( s s s d i ( ( d i s e e (0 ( ( ( ( 0 d de d e e d d d i d d
Przebiegi wielości reglowanej 29 z w + - e R O y Z( Z(
Zmodyfiowana srra reglaora PID 30 Srra odsawowa ( ( d e( s i w + - y e i s d s + + + Srra zmodyfiowana Srra reglaora sosowana w cel ograniczenia nagłych zmian odchyłi reglacji rzy soowych zmianach warości zadanej ( ( e( d s y( s i w + - y e i s d s + - +
Ograniczenia wyjścia i całowania 3 Elemen wyonawczy ze względ na nasycenie nie może rzenieść dowolnie dżych sygnałów serjących orzeba ograniczenia wyjścia reglaora. Przy dłższym czasie rwania odchyłi sygnał wyjściowy człon całjącego może rzeraczać ograniczenie sygnał wyjściowego aby a warość zosała zredowana rzy odchyłce o odwronym zna orzeba rochę czas owodje o ogorszenie jaości reglacji. Aby wyeliminować o zjawiso sosowane jes ograniczenie całowania zarzymanie acji całowania w syacji gdy sygnał rzeracza ograniczenie.
Uład reglacji 32 Schema srry rzyrządowej ład reglacji : y wielość reglowana, w sygnał wielości zadanej, e sygnał odchyłi reglacji, sygnał serjący (sygnał wyjściowy reglaora, ym wielość mierzona, M reglacja ręczna (Manal, A- reglacja aomayczna (Ao, ZW elemen wyonawczy, PP rzeworni omiarowy.
Reglaor 33 (y PV zacisi wejsciowe (w SP C,CAS A,M SP R N SP zadajni e Blo PID P r i d zadajni A M M CV ( zacisi wyjsciowe rzełączni
echniczna realizacja 34 Serowni rogramowalny Reglaor wieloanałowy echnia sofconrol Sacja rocesowa
Reglaory mirorocesorowe 35 AI wejścia analogowe (Analog In DI wejście dysrene (Digial In AO wyjście analogowe (Analog O DO wyjście dysrene (Digial O H warość górna (High L warość dolna (Low
Przyład onfigracji 36 AI Y=X AI 2 Y=X 2 3 4 5 6 2 2 PID AI 3 Y=X PID AI 4 Y=X AI 5 Y=X AI 6 Y= X AI 7 Y= X AI 8 Y= X 3 4 H 5 6 7 8 Y= xd 36 X +X2 Y= 2 37 PID PID PID Y=X 3 4 5 +PROG.CZASOWY P Y=X PID 3Psw DI DO Y=X Y=X 2 42 43 44 45 46 47 52 Y=X Y=X Y=X 6 62 63 64 AO AO 2 DO 2 DO 3 DO 4
Reglaor dysreny (cyfrowy PID 37
Reglaor dysreny (cyfrowy PID 38 Realizacja całowania i różniczowania
Reglaor dysreny (cyfrowy PID 39 Algorym ozycyjny z idealną acją różniczjącą
Reglaor dysreny (cyfrowy PID 40 Algorym rzyrosowy z idealną acją różniczjącą
Reglaor dysreny (cyfrowy PID 4 Przyładowa odowiedź na załócenie soowe