Automatyzacja Ćwiczenie 9 Transformata Laplace a sygnałów w układach automatycznej regulacji
Rodzaje elementów w układach automatyki Blok: prostokąt ze strzałkami reprezentującymi jego sygnał wejściowy i wyjściowy, wewnątrz którego jest wpisana jego transmitancja operatorowa. Węzeł informacyjny (zaczepowy): reprezentuje na schematach blokowych urządzenia, które pozwalają pobierać informację i przesyłać ją do kilku gałęzi układu. Węzły sumacyjny: reprezentuje na schematach blokowych urządzenia, w których zachodzi algebraiczne (z uwzględnieniem znaków) sumowanie sygnałów.
Schematy blokowe Schemat blokowy (strukturalny) przedstawia wzajemne powiązania pomiędzy poszczególnymi zespołami analizowanego elementu lub układu, tzn. podane są kierunki przepływu sygnałów oraz związki między sygnałami wejściowymi i wyjściowymi wszystkich podzespołów analizowanego układu.
Klasyfikacja układów automatyki Układ mechaniczny - układ automatyki jest układem mechanicznym, np. regulator Watta do stabilizacji obrotów maszyny parowej. Układ hydrauliczny - układ automatyki jest zrealizowany w technice hydraulicznej z olejem jako medium do przekazywania sygnałów. Układ pneumatyczny - układ automatyki jest zrealizowany w technice pneumatycznej z powietrzem jako medium do przekazywania sygnałów. Układ elektryczny - układ automatyki jest zrealizowany w technice elektrycznej z sygnałem napięciowym lub prądowym jako medium do przekazywania sygnałów. Układ komputerowy - układ automatyki jest zrealizowany w oparciu o technikę mikroprocesorowa, komputerowa. Układ mieszany - układ automatyki jest zrealizowany w technice mieszanej np. elektrohydrauliczny
Rodzaje obiektów w UAR Występujące w układach automatycznego sterowania (regulacji) urządzenia można podzielić, ze względu na pełnione funkcje, na: obiekty podlegające sterowaniu; urządzenia pomiarowe i diagnostyczne; urządzenia przetwarzające sygnały; urządzenia sygnalizacji i rejestracji; urządzenia generujące sygnały sterujące (regulatory); urządzenia wykonawcze służące do wprowadzania zmian strumieni materiałów lub energii do obiektów regulacji pod wpływem sygnałów sterujących; osprzęt dodatkowy.
Rodzaje regulatorów Zadaniem regulatora jest wygenerować odpowiedni sygnał sterujący, aby obiekt regulowany w jak najkrótszym czasie osiągnął wartość zadaną. Podział ze względu na sposób działania: Regulator P (proporcjonalny) Regulator PI (proporcjonalno - całkujący) Regulator PD (proporcjonalno - różniczkujący) Regulator PID (proporcjonalno - całkująco - różniczkujący)
Regulator PID - Proportional-Integral-Derivative Controller Regulator składający się z członu proporcjonalnego P o wzmocnieniu kp, całkującego I o czasie zdwojenia Ti oraz różniczkującego D o czasie wyprzedzeniatd. Jego celem jest utrzymanie wartości wyjściowej na określonym poziomie, zwanym wartością zadaną. Regulatora PID używa się np. do: sterowania temperaturą procesu, w tym wypadku działa on jak bardzo dokładny termostat; sterowania ciśnieniem; natężeniem przepływu; składem chemicznym; siłą, prędkością i innymi sygnałami. Regulatory znajdują zastosowanie w przemyśle samochodowym, w tym przypadku ich zadaniem jest utrzymywanie stałej prędkości samochodu bez względu na warunki jazdy (tzw. tempomat).
Regulator PID Przykłady zastosowania Wahadło regulator PID Politechnika Poznańska https://www.youtube.com/watch?v=zhdqmsrr7gk Wahadło regulator PD Politechnika Gdańska https://www.youtube.com/watch?v=gd77dy468hc Płyta stabilizująca regulator PID https://www.youtube.com/watch?v=j4omvlc_odw Roboty wojskowe Boston Dynamics https://www.youtube.com/watch?v=m8yjvhybz9w
Klasyfikacja sygnałów w UAR SYGNAŁY Sygnały ciągłe Sygnały dyskretne Sygnały impulsowe Sygnały cyfrowe f(t) f(t) f(t) 0 t t t
Transformata Laplace a Odwrotna transformata Laplace a Transformata Laplace a wykorzystywana jest w automatyce do analizy układów. Jako narzędzie analizy graficznej wykorzystywana jest płaszczyzna zespolona S, na której mnożenie przez s daje efekt różniczkowania a dzielenie przez s całkowania. Analiza pierwiastków zespolonych równania liniowego, może ujawnić informacje na temat charakterystyk częstotliwościowych i na temat stabilności układu
Transformata Laplace a - Przykłady 3 2 3 32 1 2 2 3
Odwrotna transformata Laplace a - Przykłady 34 32 38 4 25 44
Dziękuję za uwagę Plik z prezentacją można pobrać ze strony: www.microbot.com.pl/am/l2/cw09.pdf