Podstawy Automatyki. Wykład 4 - algebra schematów blokowych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Podobne dokumenty
Podstawy Automatyki. Wykład 4 - algebra schematów blokowych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Podstawy Automatyki. Wykład 4 - algebra schematów blokowych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Automatyzacja. Ćwiczenie 9. Transformata Laplace a sygnałów w układach automatycznej regulacji

Technika regulacji automatycznej

Przekształcanie schematów blokowych. Podczas ćwiczenia poruszane będą następujące zagadnienia:

Automatyka i sterowania

Opis układów złożonych za pomocą schematów strukturalnych. dr hab. inż. Krzysztof Patan

PODSTAWOWE CZŁONY DYNAMICZNE

Podstawy Automatyki. Wykład 5 - stabilność liniowych układów dynamicznych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Podstawy Automatyki. Wykład 13 - Układy bramkowe. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Automatyka i robotyka ETP2005L. Laboratorium semestr zimowy

Podstawy Automatyki. Wykład 5 - stabilność liniowych układów dynamicznych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Sposoby modelowania układów dynamicznych. Pytania

Politechnika Warszawska Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych Instytut Podstaw Budowy Maszyn Zakład Mechaniki

Laboratorium z automatyki

PODSTAWY AUTOMATYKI. Analiza w dziedzinie czasu i częstotliwości dla elementarnych obiektów automatyki.

Podstawy Automatyki. Wykład 5 - stabilność liniowych układów dynamicznych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Teoria sterowania - studia niestacjonarne AiR 2 stopień

Transmitancje układów ciągłych

Podstawy Automatyki. Wykład 3 - charakterystyki częstotliwościowe, podstawowe człony dynamiczne. dr inż. Jakub Możaryn. Instytut Automatyki i Robotyki

Podstawy Automatyki. Wykład 6 - Miejsce i rola regulatora w układzie regulacji. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania. Podstawy Automatyki

Element całkujący Element całkujący jest opisany równaniem różniczkowym o postaci: y = ku, (4.37) S(s) = ^. (4.38)

Katedra Automatyzacji Laboratorium Podstaw Automatyzacji Produkcji Laboratorium Podstaw Automatyzacji

Podstawy Automatyki. Wykład 13 - Układy bramkowe. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

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

PAiTM. materiały uzupełniające do ćwiczeń Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych studia inżynierskie prowadzący: mgr inż.

CHARAKTERYSTYKI CZĘSTOTLIWOŚCIOWE

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

4. Właściwości eksploatacyjne układów regulacji Wprowadzenie. Hs () Ys () Ws () Es () Go () s. Vs ()

Podstawy Automatyki. Wykład 3 - Charakterystyki częstotliwościowe, podstawowe człony dynamiczne. dr inż. Jakub Możaryn. Instytut Automatyki i Robotyki

Politechnika Warszawska Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych Instytut Podstaw Budowy Maszyn Zakład Mechaniki

ELEMENTY AUTOMATYKI PRACA W PROGRAMIE SIMULINK 2013

Podstawy Automatyki. Wykład 2 - podstawy matematyczne. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie. Sterowanie ciągłe. Teoria sterowania układów jednowymiarowych

Podstawy Automatyki. Wykład 3 - charakterystyki częstotliwościowe, podstawowe człony dynamiczne. dr inż. Jakub Możaryn. Instytut Automatyki i Robotyki

1. POJĘCIA PODSTAWOWE I RODZAJE UKŁADÓW AUTOMATYKI

1. Regulatory ciągłe liniowe.

Plan wykładu. Własności statyczne i dynamiczne elementów automatyki:

Ćwiczenie nr 1 Odpowiedzi czasowe układów dynamicznych

Podstawy Automatyki. Wykład 3 - charakterystyki częstotliwościowe, podstawowe człony dynamiczne. dr inż. Jakub Możaryn. Instytut Automatyki i Robotyki

Podstawy Automatyki Zbiór zadań dla studentów II roku AiR oraz MiBM

Z-ZIP-103z Podstawy automatyzacji Basics of automation

Rys 1 Schemat modelu masa- sprężyna- tłumik

Wprowadzenie do technik regulacji automatycznej. prof nzw. dr hab. inż. Krzysztof Patan

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

Podstawowe człony dynamiczne

Laboratorium nr 3. Projektowanie układów automatyki z wykorzystaniem Matlaba i Simulinka

Automatyka i Robotyka I stopień ogólno akademicki studia niestacjonarne Automatyka Przemysłowa Katedra Automatyki i Robotyki Dr inż.

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

Rys. 1 Otwarty układ regulacji

1. Rejestracja odpowiedzi skokowej obiektu rzeczywistego i wyznaczenie podstawowych parametrów dynamicznych obiektu

Ogólny schemat blokowy układu ze sprzężeniem zwrotnym

Realizacja regulatorów analogowych za pomocą wzmacniaczy operacyjnych. Instytut Automatyki PŁ

Politechnika Warszawska Instytut Automatyki i Robotyki. Prof. dr hab. inż. Jan Maciej Kościelny PODSTAWY AUTOMATYKI

Automatyka i robotyka

Teoria maszyn i podstawy automatyki ćwiczenia projektowe Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych

Systemy. Krzysztof Patan

Język UML w modelowaniu systemów informatycznych

Podstawy Automatyki. Wykład 12 - Układy przekaźnikowe. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Tranzystorowe wzmacniacze OE OB OC. na tranzystorach bipolarnych

Modele i metody automatyki. Układy automatycznej regulacji UAR

TEORIA OBWODÓW I SYGNAŁÓW LABORATORIUM

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania. Podstawy Automatyki

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

WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI, AUTOMATYKI I INFORMATYKI INSTYTUT AUTOMATYKI I INFORMATYKI KIERUNEK AUTOMATYKA I ROBOTYKA STUDIA STACJONARNE I STOPNIA

Teoria obwodów elektrycznych / Stanisław Bolkowski. wyd dodruk (PWN). Warszawa, Spis treści

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

Celem dwiczenia jest poznanie budowy i właściwości czwórników liniowych, a mianowicie : układu różniczkującego i całkującego.

Automatyka przemysłowa i sterowniki PLC Kod przedmiotu

Ćwiczenie: "Obwody prądu sinusoidalnego jednofazowego"

Regulacja dwupołożeniowa.

14.9. Regulatory specjalne

2.2. Metoda przez zmianę strumienia magnetycznego Φ Metoda przez zmianę napięcia twornika Układ Ward-Leonarda

Procesy i systemy dynamiczne Nazwa przedmiotu SYLABUS A. Informacje ogólne

Podstawy Automatyki. Człowiek- najlepsza inwestycja. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie. Sterowanie ciągłe. Teoria sterowania układów jednowymiarowych

TEORIA OBWODÓW I SYGNAŁÓW LABORATORIUM

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE WI-ET / IIT / ZTT. Instrukcja do zajęc laboratoryjnych nr 6 AUTOMATYKA

Inżynieria Systemów Dynamicznych (4)

AUTOMATYKA. dr hab. Andrzej Dębowski, prof. PŁ Instytut Automatyki

INSTRUKCJA Regulacja PID, badanie stabilności układów automatyki

Automatyka i Regulacja Automatyczna SEIwE- sem.4

XXXII Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej. XXXII Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Wzmacniacze operacyjne

PODSTAWY AUTOMATYKI 4. Schematy blokowe

Podstawy automatyki. Energetyka Sem. V Wykład 1. Sem /17 Hossein Ghaemi

WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI, AUTOMATYKI I INFORMATYKI INSTYTUT AUTOMATYKI I INFORMATYKI KIERUNEK AUTOMATYKA I ROBOTYKA STUDIA STACJONARNE I STOPNIA

Definicje. Algorytm to:

Opis modułu kształcenia Automatyka przemysłowa

Opis matematyczny. Równanie modulatora. Charakterystyka statyczna. Po wprowadzeniu niewielkich odchyłek od ustalonego punktu pracy. dla 0 v c.

Wzmacniacze operacyjne

Podstawowe człony dynamiczne. dr hab. inż. Krzysztof Patan

Podstawy Automatyki. Wykład 9 - Podstawy matematyczne automatyki procesów dyskretnych. dr inż. Jakub Możaryn. Instytut Automatyki i Robotyki

Dyskretne układy liniowe. Funkcja splotu. Równania różnicowe. Transform

Wzmacniacze. sprzężenie zwrotne

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

Transkrypt:

Wykład 4 - algebra schematów blokowych Instytut Automatyki i Robotyki Warszawa, 2017

Wstęp Schemat blokowy 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. Schemat blokowy zarówno pojedynczego elementu jak i układu złożonego jest formą matematycznego opisu jego działania jednoznacznie wyraża zależność sygnałów wyjściowych od sygnałów wejściowych, jeżeli znane są opisy właściwości (transmitancje) elementów składowych.

Wstęp Rysunek 1 : Przykładowy schemat blokowy

Elementy schematu blokowego Blok: prostokąt ze strzałkami reprezentującymi jego sygnał wejściowy i wyjściowy, wewnątrz którego jest wpisana jego transmitancja operatorowa y(s) = G(s)u(s) 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. z = u y (1)

Rodzaje połączeń Stosując odpowiednie przekształcenia, każdy pierwotny schemat blokowy można doprowadzić do postaci, w której występują jedynie cztery rodzaje połączeń elementów, zwane połączeniami elementarnymi. Są to: połączenie szeregowe (łańcuchowe), połączenie równoległe, ujemne sprzężenie zwrotne, dodatnie sprzężenie zwrotne.

Rodzaje połączeń Połączenie szeregowe G(s) = G 1 (s)g 2 (s) Połączenie równoległe G(s) = ±G 1 (s)±g 2 (s) Ujemne sprzężenie zwrotne G(s) = ±G 1 (s) 1 + G 1 (s)g 2 (s) Dodatnie sprzężenie zwrotne G(s) = ±G 1 (s) 1 G 1 (s)g 2 (s)

Przekształcanie schematów - węzły informacyjne Przenoszenie węzła informacyjnego z za bloku przed blok Zmiana kolejności węzłów informacyjnych Przenoszenie węzła informacyjnego sprzed bloku za blok

Przekształcanie schematów - węzły sumacyjne Przenoszenie węzła sumacyjnego sprzed bloku za blok Przenoszenie węzła sumacyjnego z za bloku przed blok Rozdzielanie węzła sumacyjnego wielowejściowego Zmiana kolejności węzłów sumacyjnych

Przekształcanie schematów - węzły informacyjne i sumacyjne y(s) = u 1 (s) u 2 (s) (2)

Przekształcanie schematów - przykład gdzie 1 i 2 - węzły sumacyjne.

Przekształcanie schematów - przykład gdzie 1 i 2 - węzły sumacyjne. Korzystamy z reguł: a) przesunięcie węzła sumacyjnego (2) za blok, b) zamiana węzłów sumacyjnych (1) i (2).

Przekształcanie schematów - przykład 1 gdzie ostatecznie G ( s) = G (s) = 1 + 1 G 1 (s) G (s) = G 1 (s) 1 G 1 (s)g 2 (s) [ 1 + 1 ] G 1 (s) G 1 (s) 1 G 1 (s)g 2 (s) = 1 + G 1 (s) 1 G 1 (s)g 2 (s) (3) (4) (5)

Przekształcanie schematów - zadanie domowe 1

Przekształcanie schematów - zadanie domowe 2

Elementy wielowejściowe - przykład 1 Rysunek 2 : Element proporcjonalny - dźwignia Gdzie: x 1, x 2, y - przesunięcia. Równanie dynamiki y(s) = b a + b x 1(s) + a a + b x 1(s) (6)

Elementy wielowejściowe - przykład 2 Rysunek 3 : Element całkujący - siłownik hydrauliczny z rozdzielaczem Gdzie: x 1, x 2, y - przesunięcia. Równanie dynamiki y(s) = 1 Ts (x 1(s) + x 2 (s)) (7)

Elementy wielowejściowe - przykład 3 Gdzie: x 1 (t), x 2 (t), y(t) - przesunięcia. Równanie dynamiki Rysunek 4 : Element różniczkujący rzeczywisty - amortyzator y(s) = Ts Ts + 1 x 1(s) + 1 Ts + 1 x 2(s)

Tworzenie schematów blokowych Schemat blokowy umożliwia ocenę roli i miejsca każdego elementu w występującym w danym układzie obiegu przekazywania i przetwarzania informacji. W celu zbudowania schematu blokowego należy: 1 zidentyfikować występujące w nim obiegi oddziaływań, wywołane zmianą wartości sygnału wejściowego, 2 wykryć elementy przetwarzające te oddziaływania (bloki na schemacie blokowym), 3 ustalić transmitancje poszczególnych elementów. UWAGA: Liczba elementów występujących w schemacie blokowym może być większa niż elementów konstrukcyjnych w schemacie ideowo - konstrukcyjnym ponieważ niektóre elementy konstrukcyjne mogą przekazywać więcej niż jedno oddziaływanie.

Tworzenie schematów blokowych - Przykład 1

Tworzenie schematów blokowych - Przykład 1 Transmitancja operatorowa G(s) = 1 Ts = b a b a + b 1 T a + b s + 1 a 1 1 + a a + b Charakterystyka statyczna y = a b x 1 Ts =

Tworzenie schematów blokowych - Przykład 2

Tworzenie schematów blokowych - Przykład 2

Tworzenie schematów blokowych - Przykład 2 Podstawienie A = Transmitancja operatorowa G(s) = a a + b e e + b b 1 Ts a + b 1 + A 1 Ts = b a + b 1 Ts + A (8) (9) Charakterystyka statyczna y = b A(a + b) x (10)

Tworzenie schematów blokowych - zadanie domowe 3 Gdzie: x(t), y(t), α 1 (t), α 2 (t), α(t), β(t), γ(t) - przesunięcia, a, b, c - długości, T 1, T 2 - stałe czasowe. Wyznaczyć: schemat blokowy, transmitancję operatorową, charakterystykę statyczną, charakterystykę widmową (wykresy Bode go).

Wykład 4 - algebra schematów blokowych Instytut Automatyki i Robotyki Warszawa, 2017