Badanie układu regulacji prędkości obrotowej silnika DC



Podobne dokumenty
WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA AUTOMATYKI I ELEKTRONIKI. Badanie układu regulacji dwustawnej

Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki. Badanie układu regulacji poziomu cieczy

Ćwiczenie 21. Badanie właściwości dynamicznych obiektów II rzędu. Zakres wymaganych wiadomości do kolokwium wstępnego: Program ćwiczenia:

Symulacja pracy silnika prądu stałego

Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych Laboratorium Metrologii II. 2013/14. Grupa: Nr. Ćwicz.

UWAGA. Wszystkie wyniki zapisywać na dysku Dane E: Program i przebieg ćwiczenia:

Regulacja dwupołożeniowa.

Systemy i architektura komputerów

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

BADANIE ELEMENTÓW RLC

Wirtualne przyrządy kontrolno-pomiarowe

Wirtualne przyrządy pomiarowe

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Ćwiczenie 2a. Pomiar napięcia z izolacją galwaniczną Doświadczalne badania charakterystyk układów pomiarowych CZUJNIKI POMIAROWE I ELEMENTY WYKONAWCZE

PRZEŁĄCZANIE DIOD I TRANZYSTORÓW

Filtry aktywne filtr środkowoprzepustowy

Program ćwiczenia: SYSTEMY POMIAROWE WIELKOŚCI FIZYCZNYCH - LABORATORIUM

Politechnika Białostocka

Podstawy inżynierii sterowania Ćwiczenia laboratoryjne

Ćwiczenie 1. Symulacja układu napędowego z silnikiem DC i przekształtnikiem obniżającym.

Gromadzenie danych. Przybliżony czas ćwiczenia. Wstęp. Przegląd ćwiczenia. Poniższe ćwiczenie ukończysz w czasie 15 minut.

INSTRUKCJA Regulacja PID, badanie stabilności układów automatyki

Własności dynamiczne przetworników pierwszego rzędu

LABORATORIUM 5: Sterowanie rzeczywistym serwomechanizmem z modułem przemieszczenia liniowego

Laboratorium Komputerowe Systemy Pomiarowe

Analiza właściwości filtrów dolnoprzepustowych

Instrukcja do ćwiczenia 6 REGULACJA TRÓJPOŁOŻENIOWA

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

AUTOMATYKA I STEROWANIE W CHŁODNICTWIE, KLIMATYZACJI I OGRZEWNICTWIE L2 STEROWANIE INWERTEROWYM URZĄDZENIEM CHŁODNICZYM W TRYBIE P

Badanie właściwości dynamicznych obiektów I rzędu i korekcja dynamiczna

Ćwiczenie 5 Badanie sensorów piezoelektrycznych

ANALOGOWE I MIESZANE STEROWNIKI PRZETWORNIC. Ćwiczenie 3. Przetwornica podwyższająca napięcie Symulacje analogowego układu sterowania

Automatyka i pomiary wielkości fizykochemicznych. Instrukcja do ćwiczenia VI Dobór nastaw regulatora typu PID metodą Zieglera-Nicholsa.

Regulator PID w sterownikach programowalnych GE Fanuc

Wydział Elektryczny. Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej. Konstrukcje i Technologie w Aparaturze Elektronicznej.

Politechnika Poznańska Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania Podstawy Automatyki laboratorium

Badanie kaskadowego układu regulacji na przykładzie serwomechanizmu

ZŁĄCZOWY TRANZYSTOR POLOWY

Filtry aktywne filtr górnoprzepustowy

Dobór parametrów regulatora - symulacja komputerowa. Najprostszy układ automatycznej regulacji można przedstawić za pomocą

Podstawy Automatyki. Wykład 9 - Dobór regulatorów. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Drgania wymuszone - wahadło Pohla

WZMACNIACZ ODWRACAJĄCY.

Ploter I-V instrukcja obsługi

Laboratorium Komputerowe Systemy Pomiarowe

Układ regulacji ze sprzężeniem zwrotnym: - układ regulacji kaskadowej - układ regulacji stosunku

LAB-EL LB-760A: regulacja PID i procedura samostrojenia

Zespól B-D Elektrotechniki

Wydział Elektryczny. Katedra Automatyki i Elektroniki. Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu:

Regulatory o działaniu ciągłym P, I, PI, PD, PID

Regulacja prędkości posuwu belki na prowadnicach pionowych przy wykorzystaniu sterownika Versa Max

Politechnika Białostocka

Uśrednianie napięć zakłóconych

Automatyka i Regulacja Automatyczna Laboratorium Zagadnienia Seria II

Badanie wpływu parametrów korektora na własności dynamiczne układu regulacji automatycznej Ćwiczenia Laboratoryjne Podstawy Automatyki i Automatyzacji

Politechnika Białostocka

Dynamiczne badanie wzmacniacza operacyjnego- ćwiczenie 8

Badanie właściwości dynamicznych obiektów I rzędu i korekcja dynamiczna

Prowadzący(a) Grupa Zespół data ćwiczenia Lp. Nazwisko i imię Ocena LABORATORIUM 4. PODSTAW 5. AUTOMATYKI

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

UKŁAD AUTOMATYCZNEJ REGULACJI SILNIKA SZEREGOWEGO PRĄDU STAŁEGO KONFIGUROWANY GRAFICZNIE

WZMACNIACZ OPERACYJNY

ELEKTRONIKA WYPOSAŻENIE LABORATORIUM DYDAKTYCZNEGO POMOC DYDAKTYCZNA DLA STUDENTÓW WYDZIAŁU ELEKTRYCZNEGO SERIA: PODSTAWY ELEKTRONIKI

Podstawy Automatyki. Wykład 7 - obiekty regulacji. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Pomiary podstawowych wielkości elektrycznych: prawa Ohma i Kirchhoffa. Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji

Politechnika Łódzka. Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej

Przetwarzanie AC i CA

SILNIK INDUKCYJNY STEROWANY Z WEKTOROWEGO FALOWNIKA NAPIĘCIA

ELEMENTY ELEKTRONICZNE

PRACOWNIA ELEKTRONIKI

PROGRAM RAMOWY TESTU ZGODNOŚCI W ZAKRESIE ZDOLNOŚCI:

Automatyka i sterowanie w gazownictwie. Regulatory w układach regulacji

Liniowe stabilizatory napięcia

Podstawy Automatyki. Wykład 7 - Jakość układu regulacji. Dobór nastaw regulatorów PID. dr inż. Jakub Możaryn. Instytut Automatyki i Robotyki

1. Regulatory ciągłe liniowe.

PRZED PRZYSTĄPIENIEM DO ZAJĘĆ PROSZĘ O BARDZO DOKŁADNE

ZESTAWY EDUKACYJNE. Analogowy System Sterowania Warszawa, Janowskiego 15 tel./fax (22) ,

Ćw. 12. Akwizycja sygnałów w komputerowych systemach pomiarowych ( NI DAQPad-6015 )

REGULATOR PRĄDU SPRĘŻYNY MAGNETYCZNEJ CURRENT REGULATOR OF MAGNETIC SPRING

Ćwiczenie 3 Badanie własności podstawowych liniowych członów automatyki opartych na biernych elementach elektrycznych

Komputerowe projektowanie układów ćwiczenia uzupełniające z wykorzystaniem Multisim/myDAQ. Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych PŁ

ELEMENTY AUTOMATYKI PRACA W PROGRAMIE SIMULINK 2013

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

NAPĘD PRĄDU STAŁEGO ZESTAW MATERIAŁÓW POMOCNICZYCH

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Sprzęt i architektura komputerów

WZMACNIACZ NAPIĘCIOWY RC

Źródła zasilania i parametry przebiegu zmiennego

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Napęd hydrauliczny

Laboratorium Metrologii

Laboratorium z podstaw automatyki

Podstawy budowy wirtualnych przyrządów pomiarowych

PRACA PRZEJŚCIOWA SYMULACYJNA. Zadania projektowe

Układy i Systemy Elektromedyczne

ELEMENTY ELEKTRONICZNE

Ćwiczenie 22. Temat: Przerzutnik monostabilny. Cel ćwiczenia

Ćwiczenie 14. Sprawdzanie przyrządów analogowych i cyfrowych. Program ćwiczenia:

Stanowisko do badania współczynnika tarcia

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Pętla fazowa

1. Opis aplikacji. 2. Przeprowadzanie pomiarów. 3. Tworzenie sprawozdania

Transkrypt:

Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki ĆWICZENIE Nr. 7 Badanie układu regulacji prędkości obrotowej silnika DC Laboratorium z przedmiotu: PODSTAWY AUTOMATYKI 2 Kod: ES1C400 031 Opracowanie: dr inż. Andrzej Sobolewski BIAŁYSTOK 2013 1

MODEL LABORATORYJNY Instrukcja zawiera procedurę przeprowadzenia eksperymentu i ćwiczenia laboratoryjnego wykorzystującego QNET DC Motor Control Trainer (DCMCT). DCMCT jest przedstawiony na Rys. 1. Jest to urządzenie składające się z platformy edukacyjne National Instruments ELVIS II i modułu edukacyjnego z silnikiem DC umożliwiającym regulację prędkości i położenia wału silnika. Zestaw współpracuje z oprogramowaniem stworzonym w środowisku LabVIEW opisanym w rozdziale Oprogramowanie DCMC. Rys. 1. Widok ogólny urządzenia (modelu) W laboratorium wykorzystuje się procedurę obejmującą modelowanie silnika DC, regulację prędkości i regulację położenia. Modelowanie wykonywane jest za pomocą metody skoku jednostkowego w pętli otwartej opracowanego w programie QNET_DCMCT_Modeling.vi. Proces umożliwia wyznaczenie parametrów modelu silnika DC, którego symulowana charakterystyka skokowa może być porównywana z charakterystyką zdjętą fizycznie z obiektu i w ten sposób poddany weryfikacji. Możliwe jest również dostrojenie parametrów modelu dla uzyskania lepszego dopasowania obu charakterystyk. Po procesie identyfikacji modelu silnika DC oprogramowanie QNET_DCMCT_Speed_Control.vi umożliwia dobór parametrów regulatora PI do regulacji prędkości obrotowej. Z kolei oprogramowanie QNET_DCMCT_Position_Control.vi umożliwi dobór parametrów regulatora PID do zadania regulacji położenia wału silnika. Badany jest np. regulator w 2

strukturze PD w celu jego przydatności do regulacji położenia przy spełnieniu określonych warunków takich jak eliminacja przeregulowania, czy też skrócenie czasu przestawiania wału silnika z jednej pozycji na drugą. MODEL LABORATORYJNY Model DCMCT zawiera silnik DC z enkoderem i kołem zamachowym zamocowanym na wale silnika. Silnik jest sterowany poprzez wzmacniacz mocy sterowany PWM. Silnik i wzmacniacz zasilane są z niezależnego zasilacza, podczas gdy enkoder zasilany jest z platformy ELVIS. Wszystkie dane są zbierane i przesyłane poprzez kartę akwizycji danych DAQ będącej na wyposażeniu ELVIS a. Zmienną sterującą jest sygnał napięciowy sterujący wzmacniaczem, sygnały wyjściowe to prędkość silnika lub kąt koła zamachowego w zadaniu odpowiedni regulacji prędkości i położenia Moment obciążenia może być określony poprzez pomiar wymiarów i wagi koła zamachowego. Równania ruchu silnika są zależne od parametrów mechanicznych i elektromagnetycznych. Kluczowym parametrem jest stała czasowa silnika i rezystancja wewnętrzna całego układu. Mogą one być wyznaczone w prostym eksperymencie. Silnik modelowany jest jako : gdzie K jest wzmocnieniem w stanie ustalonym, τ jest stała czasową. Parametry modelu mogą być wyznaczone za pomocą metody skoku jednostkowego (patrz DOTATEK). Modelowanie Interfejs użytkownika oprogramowania QNET_DCMCT_Modeling.vi. widoczny jest na Rys. 2 i Rys. 3. Oprogramowanie umożliwia testowanie odpowiedzi skokowej układu otwartego. Możliwe jest zdjęcie pomiarów prędkości i napięć odpowiedzi jak to pokazano na Rys. 3. Równolegle wrysowywana jest charakterystyka symulowana. Tabela 1 zawiera opis głównych składników interfejsu użytkownika oprogramowania QNET_DCMCT_Modeling.vi. 3

Rys. 2. Interfejs użytkownika oprogramowania QNET_DCMCT_Modeling.vi. 4

Rys. 3. QNET_DCMCT_Modeling.vi. okno Measurement Graphs Tabela 1. ID# etykieta parametr opis jednostka 1 Speed ω n Numeryczny wyświetlacz rad/s prędkości 2 Current I m Numeryczny wyświetlacz prądu A 3 Voltage V m Numeryczny wyświetlacz napięcia V wejściowego 4 Signal Type Typ sygnału wymuszającego 5 Amplitude Amplituda sygnału wymuszającego V 6 Frequency Częstotliwość sygnału Hz wymuszającego 7 Offset Offset sygnału wymuszającego V 8 K K Wzmocnienie modelu w stanie rad/(v.s) ustalonym 9 tau τ Stała czasowa modelu s 10 Graph Buffer Wielkość bufora danych dla s wykresu 11 Device Selektor urządzenia NI DAQ 12 Sampling Rate Częstotliwość próbkowania Hz 13 Stop Kontrolka zatrzymująca działanie programu 14 Scopes: Speed ω n Wykres porównawczy rad/s charakterystyki mierzonej (czerwony i symulowanej (niebieski)) 15 Scopes: Voltage Wykresy z wartością zadaną V Vm 16 Measurement Graphs: Speed 17 Measurement Graphs: Speed Regulacja prędkości V m ω n V m (czerwony) Wykres z buforowanymi pomiarami prędkości silnika po zatrzymaniu oprogramowania Wykres z buforowanymi pomiarami wartości zadanej po zatrzymaniu oprogramowania Rad/s W programie QNET_DCMCT_Speed_Control.vi. regulator PI jest używany do regulacji prędkości silnika. Regulator zawiera również możliwość ustawiania wartości zadanej. Tabela 2 zawiera opis głównych składników interfejsu użytkownika oprogramowania widocznego na Rys. 4. V 5

Rys. 4. QNET_DCMCT_Speed_Control.vi. Tabela 2. ID# etykieta parametr opis jednostka 1 Speed ω n Numeryczny wyświetlacz prędkości rad/s 2 Current I m Numeryczny wyświetlacz prądu A 3 Voltage V m Numeryczny wyświetlacz napięcia V wejściowego 4 Signal Type Typ sygnału wymuszającego 5 Amplitude Amplituda sygnału wymuszającego V 6 Frequency Częstotliwość sygnału wymuszającego Hz 7 Offset Offset sygnału wymuszającego V 8 Disturbance Vsd Dołącz symulowane zakłócenie rad/(v.s) 9 kp kp Wzmocnienie regulatora V.s/rad 10 ki ki Stała zdwojenia regulatora V/rad 10 bsp b sp Waga wartości zadanej 11 Device Selektor urządzenia NI DAQ 12 Sampling Częstotliwość próbkowania Hz Rate 13 Stop Kontrolka zatrzymująca działanie programu 14 Speed ω n Wykres porównawczy charakterystyki rad/s 6

mierzonej (czerwony i symulowanej (niebieski)) 15 Voltage V m Wykresy z wartością zadaną (czerwony) V PRZEBIEG ĆWICZENIA Modelowanie 1. Otwórz program QNET_DCMCT_Modeling.vi. 2. Upewnij się, że wybrano odpowiednie urządzenie tak jak pokazano to na Rys. 5. Rys.5 Ustawianie urządzenia i wprowadzanie częstotliwości próbkowania 3. Uruchom program. Silnik powinien zacząć się obracać to w jedną to w drugą stronę oraz powinny być widoczne wykresy towarzyszące jego pracy. Rys. 6. Pracujący program DCMCT_Modeling.vi 7

4. W sekcji Signal Generator ustaw: Amplitude = 2.0 V Frequency = 0.40 Hz Offset = 3.0 V 5. Jak tylko uda się zarejestrować pełna charakterystykę skokową zatrzymaj aplikację klikając kontrolkę STOP 6. Ćwiczenie 1: Zdejmij odpowiedzi w oknach graficznych Speed (rad/s) i Voltage (V). 7. Przejdź do zakładki Measurement Graph i zobacz jak wyglądają zarejestrowane charakterystyki (Rys.7) 8. Ćwiczenie 2: Użyj odpowiedzi w oknach Speed (rad/s) i Voltage (V) do wyznaczenia wzmocnienia w stanie ustalonym modelu silnika. W tym celu stwórz tabelę zawierającą informację na temat parametrów eksperymentu takich jak: prędkość w stanie ustalonym, prędkość początkowa, amplituda skoku, wyznaczone wzmocnienie. Zarejestruj również okno graficzne wskazując na nim punkty charakterystyczne umożliwiające wyznaczenie tego wzmocnienia. Zobacz opis metody skoku jednostkowego do identyfikacji modelu. Ostatecznie możesz użyć narzędzi graficznych i kursorów do wskazania punktów charakterystycznych na wykresach. 9. Ćwiczenie 3: Bazując na metodzie odpowiedzi skokowej znajdź stałą czasową modelu. W tym celu stwórz tabelę zawierającą informację na temat parametrów eksperymentu takich jak: przyrost prędkości, czas wykonania skoku, przyrost czasu, wyznaczoną stałą czasową. Zarejestruj również okno graficzne wskazując na nim punkty charakterystyczne umożliwiające wyznaczenie tego wzmocnienia. Zobacz opis metody skoku jednostkowego do identyfikacji modelu i przypomnij jak wyznaczyć stałą czasową. Ostatecznie możesz użyć narzędzi graficznych i kursorów do wskazania punktów charakterystycznych na wykresach. 8

Rys. 7. Okno Measurement Graph z zarejestrowanymi charakterystykami Weryfikacja modelu 1. Otwórz program QNET_DCMCT_Modeling.vi. 2. Upewnij się, że wybrano odpowiednie urządzenie 3. Uruchom program. Silnik powinien zacząć się obracać to w jedną to w drugą stronę oraz powinny być widoczne wykresy towarzyszące jego pracy. 4. W sekcji Signal Generator ustaw: Amplitude = 2.0 V Frequency = 0.40 Hz Offset = 3.0 V 5. W sekcji Model Parameters wstaw wyznaczone poprzednio parametry modelu: wzmocnienie K i stałą czasową τ i zweryfikuj ich poprawność porównując charakterystykę symulowaną (niebieki kolor) z charakterystyką zdjętą w trakcie pomiaru (kolor czerwony). 6. Ćwiczenie 4: Zdejmij wykresy Speed (rad/s) i Voltage (V) z okien graficznych. Jak dobrze charakterystyka modelu i badanego obiektu pasują do siebie? Jeśli dopasowanie nie jest zadowalające, spróbuj znaleźć lepsze dopasowanie poszukując lepszych wartości wzmocnienia i/lub stałej czasowej. 9

7. Ćwiczenie 5: Porównaj ze sobą model z parametrami uzyskanymi z metody skoku jednostkowego z parametrami uzyskanymi poprzez zmianę wartości parametrów w czasie eksperymentu. Wynik przedstaw tabelarycznie i graficznie. Regulacja prędkości obrotowej 1. Otwórz program QNET_DCMCT_Speed_Control.vi. 2. Upewnij się, że wybrano odpowiednie urządzenie 3. Uruchom program. Silnik powinien zacząć się obracać oraz powinny być widoczne wykresy towarzyszące jego pracy. 4. W sekcji Signal Generator ustaw: Signal Type = square wave Amplitude = 25.0 rad/s Frequency = 0.40 Hz Offset = 100.0 rad/s 5. W sekcji Control Parameters ustaw: kp = 0.05 V.s/rad ki = 1.0 V/ rad bsp = 0.0 6. Ćwiczenie 1: Przetestuj zachowanie się mierzonej prędkości, pokazanej na czerwono w oknie Speed (rad/s) w odniesieniu do prędkości zadanej, pokazanej na niebiesko. Zarejestruj i wyjaśnij kształty charakterystyk. 7. Zwiększaj i zmniejszaj k p z krokiem 0.005 V.s/rad. 8. Ćwiczenia 2: Spójrz na zmiany w mierzonych sygnałach odnosząc je do prędkości zadanej. Wyjaśnij wpływ zmiany wartości wzmocnienia k p. 9. Ustaw k p na wartości 0 V.s/rad oraz k i na 0V/rad. Motor powinien się zatrzymać. 10. Zwiększaj wzmocnienie k i z krokiem 0.05 V/rad. Testuj k i pomiędzy 0.05 V/rad a 1.00 V/rad. 11. Ćwiczenie 3: Przetestuj odpowiedź mierzonej prędkości w oknie Speed (rad/s) i porównaj wynik gdy k i jest ustawione na małej i na dużej wartości. 12. Zatrzymaj program klikając kontrolkę STOP. 13. Ćwiczenie 4: Wyznacz przeregulowanie i czas punktu maksymalnego dla odpowiedzi o charakterze oscyklacyjnym biorąc pod uwagę parametry: ζ = 0.75 ω 0 =16.0 rad/s 14. Na podstawie znanych ζ i ω 0 dobierz parametry regulatora k p i k i. (wzory 8 i 9 w Dodatku w sekcji Regulacja prędkości obrotowej). 15. Uruchom program ponownie. 16. W sekcji Signal Generator ustaw: Signal Type = square wave Amplitude = 25.0 rad/s 10

Frequency = 0.40 Hz Offset = 100.0 rad/s 17. W sekcji Control Parameters ustaw wyznaczone parametry regulatora. Upewnij się że bsp = 0.0 18. Zatrzymaj działanie programu, gdy zarejestrujesz przynajmniej dwa stabilne cykle zarejestrowanej charakterystyki. 19. Ćwiczenie 5: Zdejmij charakterystyki z okien Speed (rad/s) oraz Voltage (V). 20. Ćwiczenie 6: Zmierz czas punktu maksymalnego i procentową wartość przeregulowania. Czy są one zgodne z oczekiwaniami? 21. Jaki wpływ na charakterystykę ma zwiększenie współczynnika tłumienia a jaki na współczynniki wzmocnień regulatora? 22. Wypowiedz się podobnie na temat wpływa pulsacji naturalnej. Rys. 9. Pracujący program DCMCT_Speed_Control.vi LITERATURA 1. Brzózka J.: Regulatory i układy automatyki, MIKOM, Warszawa, 2004. 2. Jędrzykiewicz Z.: Teoria sterowania układów jednowymiarowych, Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków, 2004. 3. Kaczorek T., Dzieliński A., Dąbrowski W., Łopatka R.: Podstawy teorii sterowania, Wydawnictwo Naukowo- Techniczne, Warszawa, 2005. 11

4. Kuźnik J.: Regulatory i układy regulacji, Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2002. 5. Luft M., Łukasik Z.: Podstawy teorii sterowania, Wydawnictwo Politechniki Radomskiej, Radom, 1999. 12

Dodatek Metoda identyfikacji na podstawie charakterystyki skokowej Metoda identyfikacji na podstawie charakterystyki skokowej może być przeprowadzona w następujący sposób: Podawana jest stała wartość sygnału wymuszającego na wejście układu otwartego. Po uzyskaniu stanu ustalonego, zmienia się skokowo wartość wymuszającą do innego jej poziomu. Rys. 10. Sygnał wejściowy u i wyjściowy y w metodzie skoku jednostkowego. Sygnał wejściowy u jest skokowo zmieniany w chwili t 0. Sygnał ten ma wartość minimalną u min oraz maksymalną u max. W odpowiedzi sygnał wyjściowy o wartości początkowej y 0 będzie zwiększał swoja wartość aż osiągnie stan ustalony y ss. Znając amplitudę skoku sygnału wejściowego i amplitudę zmiany sygnału wyjściowego można wyznaczyć wzmocnienie. 13

gdzie: oraz W celu znalezienia stałej czasowej τ, należy wyznaczyć wartość sygnału wyjściowego w czasie t 1 tak aby: podczas gdy Regulacja prędkości obrotowej Prędkość obrotowa regulowana będzie w układzie zamkniętym z regulatorem PI. Prawo sterowania opisuje wzór: gdzie: u sygnał sterujący (wyjście regulatora) y zmienna regulowana (prędkość obrotowa) r wartość zadana prędkości obrotowej b sp waga wartości zadanej (1) 14

Rys. 8. Schemat blokowy zamkniętego układu regulacji Zamknięty układ regulacji prędkości przedstawia wzór (2) Najczęściej pożądana charakterystyka układu zamkniętego ma postać członu oscylacyjnego, którego mianownik można zapisać w postaci: gdzie ω n jest nietłumioną pulsacją naturalną a ζ współczynnikiem tłumienia. (3) 15

Rys. 9. Odpowiedź o charakterze oscylacyjnym Bezpośrednio na charakterystyce można zmierzyć przeregulowanie - dane jest ono wzorem: W układach rzędu drugiego przeregulowanie głównie zależy od ζ współczynnikiem tłumienia i dane jest wzorem: (4) Można zmierzyć również czas, w którym charakterystyka osiąga wartość maksymalną. (5) (6) 16

Dany jest on również zależnością: Można więc za pomocą pomiaru wartości maksymalnej charakterystyki odpowiedzi skokowej pośrednio wyznaczyć współczynnik tłumienia i pulsację naturalną. Z drugiej strony traktując oba parametry jako docelowe można zaprojektować regulator ponieważ jego parametry i parametry pożądanej charakterystyki oscylacyjnej wiążą relacje: (7) oraz (8) (9) 17

18