LABORATORIUM PODSTAW AUTOMATYKI

Podobne dokumenty
LABORATORIUM PODSTAW AUTOMATYKI

LABORATORIUM PODSTAW AUTOMATYKI

Sterowanie Ciągłe. Używając Simulink a w pakiecie MATLAB, zasymulować układ z rysunku 7.1. Rys.7.1. Schemat blokowy układu regulacji.

LABORATORIUM PODSTAW AUTOMATYKI

LABORATORIUM PODSTAW AUTOMATYKI

TEORIA OBWODÓW I SYGNAŁÓW LABORATORIUM

Podstawy Automatyki Zbiór zadań dla studentów II roku AiR oraz MiBM

A4: Filtry aktywne rzędu II i IV

R w =

Nr 2. Laboratorium Maszyny CNC. Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej

A-4. Filtry aktywne rzędu II i IV

Ćwiczenie nr 1: Wahadło fizyczne

Pomiary napięć przemiennych

Regulacja dwupołożeniowa.

1. Opis teoretyczny regulatora i obiektu z opóźnieniem.

Zaliczenie wykładu Technika Analogowa Przykładowe pytania (czas zaliczenia minut, liczba pytań 6 8)

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

1. Regulatory ciągłe liniowe.

Temat ćwiczenia: POMIARY W OBWODACH ELEKTRYCZNYCH PRĄDU STAŁEGO. A Lp. U[V] I[mA] R 0 [ ] P 0 [mw] R 0 [ ] 1. U 0 AB= I Z =

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

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

9. Sprzężenie zwrotne własności

INSTRUKCJA Regulacja PID, badanie stabilności układów automatyki

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

Uśrednianie napięć zakłóconych

Sposoby modelowania układów dynamicznych. Pytania

Ćwiczenie 5. Pomiary parametrów sygnałów napięciowych. Program ćwiczenia:

TEORIA OBWODÓW I SYGNAŁÓW LABORATORIUM

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA AUTOMATYKI I ELEKTRONIKI. Badanie układu regulacji dwustawnej

( ) + ( ) T ( ) + E IE E E. Obliczanie gradientu błędu metodą układu dołączonego

Dla naszego obiektu ciągłego: przy czasie próbkowania T p =2.

WZMACNIACZE OPERACYJNE Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

1.2 Funktory z otwartym kolektorem (O.C)

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

Analiza właściwości filtrów dolnoprzepustowych

1. POJĘCIA PODSTAWOWE I RODZAJE UKŁADÓW AUTOMATYKI

4. UKŁADY II RZĘDU. STABILNOŚĆ. Podstawowe wzory. Układ II rzędu ze sprzężeniem zwrotnym Standardowy schemat. Transmitancja układu zamkniętego

Laboratorium z podstaw automatyki

1 Dana jest funkcja logiczna f(x 3, x 2, x 1, x 0 )= (1, 3, 5, 7, 12, 13, 15 (4, 6, 9))*.

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

(u) y(i) f 1. (u) H(z -1 )

POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA w Kielcach WYDZIAŁ MECHATRONIKI I BUDOWY MASZYN ZAKŁAD MECHATRONIKI LABORATORIUM PODSTAW AUTOMATYKI INSTRUKCJA

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

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

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

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

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

Zespół Placówek Kształcenia Zawodowego w Nowym Sączu

WZMACNIACZ OPERACYJNY

Badanie właściwości multipleksera analogowego

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych

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

Temat ćwiczenia: Wyznaczanie charakterystyk częstotliwościowych podstawowych członów dynamicznych realizowanych za pomocą wzmacniacza operacyjnego

Ćwiczenie 4 Badanie wpływu asymetrii obciążenia na pracę sieci

ELEMENTY AUTOMATYKI PRACA W PROGRAMIE SIMULINK 2013

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

Regulacja dwupołożeniowa (dwustawna)

WAHADŁO SPRĘŻYNOWE. POMIAR POLA ELIPSY ENERGII.

A. Cel ćwiczenia. B. Część teoretyczna

Ćwiczenie - 9. Wzmacniacz operacyjny - zastosowanie nieliniowe

Własności dynamiczne przetworników pierwszego rzędu

Instrukcja do ćwiczenia 6 REGULACJA TRÓJPOŁOŻENIOWA

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

Katedra Automatyzacji Laboratorium Podstaw Automatyzacji Produkcji Laboratorium Podstaw Automatyzacji

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

LABORATORIUM. Technika Cyfrowa. Badanie Bramek Logicznych

Laboratorium z podstaw automatyki

CHARAKTERYSTYKI BRAMEK CYFROWYCH TTL

Laboratorium elementów automatyki i pomiarów w technologii chemicznej

Automatyka i robotyka

Automatyka i sterowanie w gazownictwie. Regulatory w układach regulacji

WZMACNIACZ ODWRACAJĄCY.

WYDZIAŁ PPT / KATEDRA INŻYNIERII BIOMEDYCZNEJ D-1 LABORATORIUM Z MIERNICTWA I AUTOMATYKI Ćwiczenie nr 7. Badanie jakości regulacji dwupołożeniowej.

Automatyka i Regulacja Automatyczna Laboratorium Zagadnienia Seria II

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

Ćw. 8 Bramki logiczne

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

DRGANIA WŁASNE RAM OBLICZANIE CZĘSTOŚCI KOŁOWYCH DRGAŃ WŁASNYCH

Część 1. Transmitancje i stabilność

Badanie właściwości dynamicznych obiektów I rzędu i korekcja dynamiczna

Metody numeryczne. Instytut Sterowania i Systemów Informatycznych Wydział Elektrotechniki, Informatyki i Telekomunikacji Uniwersytet Zielonogórski

Projektowanie układów regulacji w dziedzinie częstotliwości. dr hab. inż. Krzysztof Patan, prof. PWSZ

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

Filtry aktywne filtr środkowoprzepustowy

Konfiguracja podstawowych parametrów falownikóww LG ig5a na przykładzie wentylatora RF/6-630T

Teoria sterowania - studia niestacjonarne AiR 2 stopień

TEORIA OBWODÓW I SYGNAŁÓW LABORATORIUM

Wzmacniacz operacyjny

K p. K o G o (s) METODY DOBORU NASTAW Metoda linii pierwiastkowych Metody analityczne Metoda linii pierwiastkowych

WYDZIAŁ PPT / KATEDRA INŻYNIERII BIOMEDYCZNEJ D-1 LABORATORIUM Z AUTOMATYKI I ROBOTYKI Ćwiczenie nr 4. Badanie jakości regulacji dwupołożeniowej.

Regulator PID w sterownikach programowalnych GE Fanuc

SIMATIC S Regulator PID w sterowaniu procesami. dr inż. Damian Cetnarowicz. Plan wykładu. I n t e l i g e n t n e s y s t e m y z e

WIECZOROWE STUDIA NIESTACJONARNE LABORATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH

Tranzystory bipolarne. Właściwości dynamiczne wzmacniaczy w układzie wspólnego emitera.

Przetwarzanie AC i CA

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

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

1. RACHUNEK WEKTOROWY

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

Transkrypt:

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA WYDZIAŁ TECHNICZNO-INŻYNIERYJNY WAŁBRZYCH KIERUNEK STUDIÓW: MECHATRONIKA POJAZDÓW Specjalność: Konstrucja Uładów Mechatronicznych w Pojazdach Studia stacjonarne inżyniersie LABORATORIUM PODSTAW AUTOMATYKI Instrucje do ćwiczeń laboratoryjnych Opracował: Janusz Staszewsi Wrocław 08

WYKAZ ĆWICZEŃ. Metody analizy ciągłych liniowych URA... [ćw. ]. Badanie właściwości przemysłowych regulatorów PID... [ćw. 3] 3. Symulacja uładów sterowania z wyorzystaniem paietu MATLAB... [ćw. 4, 5] 4. Bezpośrednie sterowanie cyfrowe... [ćw. 8] 5. Badanie liniowych impulsowych URA... [ćw. 6] 6. Analiza nieliniowych URA... [ćw. 9] 7. Korecja cyfrowa... [ćw. 7] 8. Symulacja regulatora temperatury z elementem nieliniowym... [ćw. 0] 9. Sterowanie pracą silnia z wyorzystaniem sterowniów PLC... (instrucja stanowisowa) 0. Analiza i synteza ombinacyjnych uładów logicznych... [ćw. ]. Analiza i synteza sewencyjnych uładów logicznych... [ćw. ]. Miroprocesorowe sterownii sewencyjne... [ćw. 3] Uwaga: Numery podane w nawiasach wadratowych odnoszą się do numeracji ćwiczeń w srypcie. Podstawy Automatyi. Ćwiczenia laboratoryjne. Praca zbiorowa pod red. A. Wiszniewsiego, Wrocław 000

. METODY ANALIZY CIĄGŁYCH LINIOWYCH URA. Dany jest element inercyjny I-rzędu o nieznanych parametrach, T: Wyznaczyć parametry, T dwoma metodami: Ts a. poprzez badanie odpowiedzi na so jednostowy: y ust u, u - wartość sou jednostowego, T - wyznaczamy z wyresu: y (t) styczna do ch-i y ust 0,63y ust T t b. poprzez wyznaczenie charaterystyi amplitudowo- fazowej Na wejście uładu podajemy sygnał sinus, poczynając od częstotliwości ila (ilanaście) Hz. Wyznaczamy parametry: U wy t G( j ), argg ( j ) 360 t f 360 U t we f - częstotliwość sygnału (można odczytać wprost z generatora). Im{G(j)} arg{g(j)} u we t t u wy / 0 Re{G(j)} t /T G(j) ierune zmiany Pomiary przeprowadzamy dla różnych wartości f. Na bieżąco liczymy przede wszystim wartość arg G ( j), dbając o w miarę równomierny rozład ąta w przedziale (0, -90). arg Po wyreśleniu charaterystyi wyznaczamy parametry (wprost z rysunu) oraz T (ze wzoru G ( j) arctg( T) dla pomiaru najmniej odbiegającego od aprosymowanej ch-i). 3

Porównujemy wartości, T obliczone (dwoma metodami) z wartościami nastawionymi na modelu.. Dany jest element II-rzędu o nieznanych parametrach, T, T : T T s 3T s Wyznaczyć parametry, T, T dwoma metodami: a. poprzez badanie odpowiedzi na so jednostowy: yust, u - wartość sou jednostowego, u Ponieważ, w innym, bardziej popularnym zapisie mamy: w pierwszym rou obliczamy wartości n, T wg wzorów: n A ln A 3 A 4 ln A3, T n t3 t G ( s) T s, zatem nts gdzie wartości A, A, A 3 oraz (t 3 -t ) wyznaczamy wprost z charaterystyi odpowiedzi na so jednostowy. y (t) y ust A A 3 t 3 -t Następnie porównując współczynnii przy poszczególnych potęgach s, w obydwu równaniach na wartość G (s) (tym z maiety i tym podanym powyżej), obliczamy wartości T, T. b. poprzez wyznaczenie charaterystyi amplitudowo- fazowej Sposób wyznaczania charaterystyi analogicznie ja w puncie b. Po wyreśleniu charaterystyi wyznaczamy parametry, T, T. Potrzebne wzory znajdują się w srypcie. Porównujemy wartości, T, T obliczone (dwoma metodami) z wartościami nastawionymi na modelu. 3. Opracować wniosi i uwagi do ćwiczenia. t Podstawy Automatyi. Ćwiczenia laboratoryjne. Praca zbiorowa pod red. A. Wiszniewsiego, Wrocław 000 4

. BADANIE WŁAŚCIWOŚCI PRZEMYSŁOWYCH REGULATORÓW PID. Zamodelować uład (rys. poniżej) dla obietu III-rzędu o transmitancji podanej przez prowadzącego: - Ts TT s 3T s Sygnał wejściowy (so jednostowy) powinien mieć amplitudę nie więszą niż 0,5V. Spisać wartość tej amplitudy. Doonać identyfiacji obietu. Wydruować odpowiedź soową oraz wyznaczyć parametry zgodnie z rys. poniżej: y max y (t) y ust t max t ust t Obliczyć przeregulowanie oraz błąd ustalony.. Wprowadzić do uładu regulator PID (rys. poniżej). - PID G O (s) Dobrać parametry regulatora zgodnie z regułą Zieglera-Nicholsa: a. pozostawić tylo człon P (K p =). Człony I oraz D odłączyć, b. zwięszając wzmocnienie K p doprowadzić uład do granicy stabilności. UWAGA: wychwycić pierwszy moment pojawienia się odpowiedzi na granicy stabilności! 5

c. spisać wartość K pgr = K p oraz wyznaczyć ores oscylacji T osc, d. policzyć wartości nastaw regulatora według wzorów: P K p = 0,50K pgr PI K p = 0,45K pgr T i =0,85T osc PID K p = 0,60K pgr T i =0,50T osc T d =0,T osc e. wprowadzić nastawy regulatorów (3 przypadi: P, PI oraz PID). Wydruować odpowiedzi soowe oraz wyznaczyć parametry ta ja w puncie, f. porównać parametry odpowiedzi soowej przed i po wprowadzeniu 3 rodzajów regulatorów. 3. Zapoznać się z działaniem poszczególnych członów PID doonując zmian i obserwacji zgodnie z tabelą: wartości stałe wartość zmieniana K p T i T d K p T d T i T d T i K p T d T i - bra K p ierune zmiany y ust t ust y max uwagi Jao wartości stałe przyjmujemy wartości z obliczeń. Wartości zmieniane, regulujemy odpowiednio zwięszając () lub zmniejszając () na tyle, żeby była wyraźnie widoczna zmiana w odpowiedzi soowej. Do tabeli NIE wpisujemy wartości parametrów obserwowanych lecz tendencje zmian (np.: rośnie, szybo rośnie, maleje, szybo maleje, bez zmian) 4. Opracować wniosi i uwagi do ćwiczenia. 6

3. SYMULACJA UKŁADÓW STEROWANIA Z WYKORZYSTANIEM PAKIETU MATLAB. Korzystając z naładi Simulin programu Matlab zamodelować uład ja na rys. poniżej. Step Input Sum s Integrator Auto-Scale Graph (Scope) Zwrócić uwagę na fat występowania sprzężenia dodatniego. Następnie zmienić sprzężenie na ujemne i powtórnie doonać symulacji. W olejnym rou zmienić warune początowy na integratorze na niezerowy. Sprawdzić odpowiedź na so jednostowy.. Zamodelować w Simulin u obiet dany transmitancją II rzędu podaną przez prowadzącego (liczni - =, mianowni równanie wadratowe, >0). Korzystać tylo z bloów sumatora (Sum), integratora (Integrator) oraz wzmacniacza (Gain). Sprawdzić odpowiedź na so jednostowy. Przyład patrz srypt, ćwicz 4. str. 37, rys. 4. 3. Korzystając z blou sumatora (Sum) i blou opisującego transmitancję (Transfer Fcn), zamodelować uład sterowania w obwodzie zamniętym dla obietu III-rzędu. Parametry obietu dobrać ta, aby otrzymać odpowiedź stabilną o charaterze oscylacyjnym. Przyjąć =. 3. W programie Matlab, zdefiniować liczni i mianowni transmitancji z poprzedniego puntu. Np. dla G ( 3 s) 4s, liczni i mianowni definiujemy odpowiednio: 3s s l=; m=[4 3 ]; Sprawdzić stabilność uładu otwartego orzystając z najbardziej ogólnej definicji stabilności (o położeniu biegunów transmitancji). Wyorzystać omendę roots(m) do wyznaczenia biegunów transmitancji. 3. Sprawdzić i zaobserwować efet działania funcji step(l,m) i innych opisanych na stronie 6 (poniżej rysunu 5.4) w srypcie. Szczególnie zwrócić uwagę na funcje nyquist(l,m), nichols(l,m) (łącznie z ngrid) oraz margin(l,m) pod ątem badania stabilności uładu zamniętego na podstawie analizy uładu otwartego. 4. Zwięszając wzmocnienie obietu, badać stabilność uładu zamniętego za pomocą 3-ch funcji wymienionych w puncie poprzednim. Doprowadzić do utraty stabilności. 5. Opracować wniosi i uwagi do ćwiczenia. Podstawy Automatyi. Ćwiczenia laboratoryjne. Praca zbiorowa pod red. A. Wiszniewsiego, Wrocław 000 7

4. BEZPOŚREDNIE STEROWANIE CYFROWE. Zamodelować obiet odpowiednio I-go, II-go i III-rzędu. Parametry transmitancji dobrać ta (zapisać!), aby uzysać odpowiedzi na so jednostowy zbliżone do tych na rysunu poniżej. Parametry czasowe dobrać w seundach (nie ms!). Wartość sou jednostowego przyjąć masymalnie 3V). Wyznaczyć: czas i wartość ustalenia. Każdą odpowiedź wydruować (Print Screen). Dla obietu III-rzędu sprawdzić czy prawidłowo dobrany został czas próbowania (srypt : wzór 8.3 str. 07). Jeżeli nie, to sorygować. y (t) Ts obiet I-rzędu t y (t) T T s 3T s obiet II-rzędu t Ts TT s 3T s obiet III-rzędu. Zbadać odpowiedź obietu III-rzędu na so jednostowy w uładzie zamniętym. Aby uzysać uład zamnięty bez regulatora PID, należy jego parametry ustawić odpowiednio: K p =, K i =0, K d =0. Wyznaczyć parametry: czas i wartość pierwszego masimum, czas i wartość ustalenia. 3. W uładzie zamniętym dobrać parametry regulatora P, PI i PID zgodnie z regułą Zieglera Nicholsa, metodą granicy stabilności (srypt : wzory w tabeli 8., str. 08). Nie dopuścić, aby wartości sygnałów przeroczyły poziom 5V. W razie potrzeby zmniejszyć wartość sou jednostowego. Wyznaczyć parametry (czas i wartość pierwszego masimum, czas i wartość ustalenia) dla 3-ch rodzajów regulatora. 4. Popróbować w sposób ręczny ta zmienić, parametry regulatora PID, aby uzysać poprawniejszą odpowiedź uładu. Prowadzący poda tóry parametr odpowiedzi zmienić (polepszyć). 5. Porównać i zinterpretować wszystie otrzymane wynii. 6. Nie zmieniając parametrów obietu i regulatora zmniejszyć -rotnie czas próbowania. Obserwować odpowiedź na so jednostowy. Uzasadnić dlaczego odpowiedź się zmieniła. 7. Opracować wniosi i uwagi do ćwiczenia. y (t) t Podstawy Automatyi. Ćwiczenia laboratoryjne. Praca zbiorowa pod red. A. Wiszniewsiego, Wrocław 000 8

. Badanie impulsatora. 5. BADANIE LINIOWYCH IMPULSOWYCH URA Na wejście sterujące podajemy częstotliwość próbowania f p (na począte 0Hz). Na wejście impulsatora podajemy sygnał 900Hz (sinus). Oscylosop podłączamy na wejście i wyjście uładu. Obserwujemy wyjście uładu dla różnych f p (tw. Shannona!). Druujemy tylo dla f p 0Hz.. Badanie estrapolatora zerowego rzędu i liniowego. Łączymy szeregowo impulsator i estrapolator. Reszta ja wyżej. 3. Wyznaczanie charaterysty błędów uładu impulsator - estrapolator: a. f ( f p ) f const we, f we =;,5; ;,5; 3 Hz b. f ( fwe) f p0hz oddzielnie dla estrapolatora 0-go rzędu i liniowego według wzoru: max( x x) 00% A x gdzie A x - amplituda sygnału wejściowego Uład pomiarowy: x(t) - x * (t) E x (t) osc 4. Badanie stabilności uładu zamniętego transmitancji I-rzędu w połączeniu z impulsatorem i estrapolatorem: a. dla różnych przy T p /T=const, b. dla różnych T p przy =const. Uład pomiarowy: - E Ts 5. Opracować wniosi i uwagi do ćwiczenia. 9

6. ANALIZA NIELINIOWYCH URA. Podać na wejście elementu nieliniowego sygnał sinusoidę 00 Hz. Oscylosop doładnie wyzerować i nastawić jednaowe wzmocnienia w obydwu anałach. Następnie podłączyć go na wejście i wyjście uładu. Zmieniać parametry elementu nieliniowego i obserwować zarówno na anałach (tryb Yt) ja i w trybie XY. Wydruować po jednym najcieawszym przypadu (taim, aby żaden z parametrów nie był wyzerowany, ani masymalny). Po wydruowaniu nie zmieniać nastaw elementu nieliniowego.. Powtórzyć powyższe dla drugiego elementu nieliniowego. 3. Analogicznie ja w puncie podłączyć tylo element liniowy o transmitancji =. obserwować w trybie XY dla różnych wartości. Zrobić wydru dla =. 4. Połączyć następujące ułady według poniższych schematów (dla -go elementu nieliniowego): 00 Hz (sin) K N a. 00 Hz (sin) N K b. 00 Hz (sin) K (-) 00 Hz (sin) (-) K N N c, d. e, f. Obserwować zachowanie się wyjścia uładu w trybie XY dla różnych wartości (na co ma wpływ zmiana?). Wydruować ażdy przypade tylo dla =. W domu graficznie wyznaczyć wypadowe połączenie elementów (jeden dla przyładu a lub b oraz drugi dla przyładu c lub d. Doładny opis wyznaczania charaterysty znajduje się w srypcie na stronach 6 i 7) 5. Podłączyć uład według schematu poniżej (transmitancja II-rzędu, przeaźni trójpołożeniowy z histerezą). Nic nie podawać na wejście uładu. Zaobserwować pojawienie się drgań w uładzie. Odczytać ich amplitudę i ores. - N G(s) 6. Opracować wniosi i uwagi do ćwiczenia. Podstawy Automatyi. Ćwiczenia laboratoryjne. Praca zbiorowa pod red. A. Wiszniewsiego, Wrocław 000 0

7. KOREKCJA CYFROWA. Dana jest transmitancja obietu G 0 (s). Policzyć transmitancję obietu z estrapolatorem w dziedzinie z, orzystając ze wzoru: gdzie (w postaci ogólnej): G OE z GO ( s) ( z), z s n z G ( s) ( s s ) G( s), z e sti ss gdzie: n - liczba biegunów G(s), s - olejny biegun T i - czas (ores) impulsowania (przyjąć T i =0,se.). Uruchomić program 9.bat Wejść do opcji Obiet -> postać G(s)-> wprowadź i wprowadzić zadaną transmitancję G 0 (s). Przyjąć opóźnienie równe 0 oraz estrapolator 0-rzędu. Następnie przejść do opcji G(s) -> G(z). Porównać otrzymany wyni z obliczeniami w puncie. Musi być tai sam. Wejść do opcji symulacja. Sygnał sterujący: nieograniczony. Wydruować przebiegi przed orecją (Print Screen). 3. Dana jest transmitancja zastępcza G z ( z) uładu zamniętego z oretorem: z - G (z) G OE (z) Przyjmując transmitancję G OE (z) policzoną zgodnie z puntem, policzyć transmitancję oretora. 4. Wejść do opcji Koretor -> oblicz -> nieodporny. Wprowadzić transmitancję zastępczą ja w pt. 3. Po zaaceptowaniu, porównać otrzymany wyni z obliczeniami w puncie 3. Musi być tai sam. Wejść do opcji symulacja. Sygnał sterujący: nieograniczony. Wydruować przebiegi po orecji. Zwrócić uwagę na odpowiedź (opóźnienie) oraz masymalny poziom sygnału sterującego. 5. Wejść do opcji symulacja. Sygnał sterujący: ograniczony do wartości ilurotnie mniejszej niż w poprzednim puncie (sygnał analogowy nie dysretny). Wydruować przebiegi po orecji. Zwrócić uwagę na odpowiedź.

6. Wejść do opcji symulacja. Sygnał sterujący: ograniczony do wartości wyższej niż masymalna wartość w puncie 4 (ta, aby pratycznie nie było ograniczenia poziomu). Sygnał dysretny - 4 bity. Wydruować przebiegi po orecji. Zwrócić uwagę na odpowiedź. 7. Wejść do opcji Koretor -> oblicz-> nieodporny. Wprowadzić transmitancję zastępczą G z ( z). Po zaaceptowaniu i spisaniu transmitancji oretora wejść do opcji symulacja. Sygnał 4 z sterujący: nieograniczony. Wydruować przebiegi po orecji. Zwrócić uwagę na odpowiedź (opóźnienie!). 8. Zmienić parametry obietu, zmniejszając wartość bieguna dwurotnie (nie zapomnieć o wejściu w opcję G(s) -> G(z) ). Nie zmieniając parametrów oretora (nieodpornego) zaobserwować odpowiedź uładu (opcja symulacja, sygnał sterujący nieograniczony). Przebiegi wydruować. 9. Zmienić parametry obietu na początowe (nie zapomnieć o wejściu w opcję G(s) -> G(z) ) Wejść do opcji Koretor -> oblicz -> odporny. Wprowadzić transmitancję zastępczą G z ( z). z Zwrócić uwagę na fat, że stopień transmitancji zastępczej nie może przewyższać stopnia obietu. Po zaaceptowaniu i spisaniu transmitancji oretora (wniosi!) wejść do opcji symulacja (sygnał sterujący: nieograniczony). Wydruować przebiegi po orecji. Zwrócić uwagę na odpowiedź (błąd ustalony). 0. Zmienić parametry obietu, zmniejszając wartość bieguna dwurotnie (nie zapomnieć o wejściu w opcję G(s) -> G(z) ). Nie zmieniając oretora (odpornego) zaobserwować odpowiedź uładu (opcja symulacja, sygnał sterujący nieograniczony). Przebiegi wydruować. Zwrócić uwagę na odpowiedź. Porównać jaie zmiany w odpowiedzi wnoszą oretory nieodporny i odporny przy zmianie obietu.. Opracować wniosi i uwagi do ćwiczenia

8. SYMULACJA REGULATORA TEMPERATURY Z ELEMENTEM NIELINIOWYM. Sprawdzanie elementu nieliniowego, przeaźnia dwupołożeniowego z histerezą. W Matlab Simulin wyonać symulację następującego uładu: Sine Wave Relay Mux Mux Auto-Scale Graph (Scope) ustawione parametry: XY Graph Sine Wave: amplituda=, częstotliwość= [Hz] **pi, faza=0 B -a a Relay: -B a=0,5, B= Parametry symulacji: zares symulacji: 0...3 se. Zaobserwować i przeanalizować działanie elementu nieliniowego.. Uład regulacji temperatury (bez oretora). Zamodelować działanie uładu regulacji według schematu poniżej. Parametry obietu (np. pomieszczenia w tórym doonujemy regulacji temperatury) i elementu nieliniowego podane przez prowadzącego. Step Input - Sum Relay TT.s 3Ts Transfer Fcn Mux Mux Auto-Scale Graph (Scope) Wyznaczyć następujące parametry: - czas do pierwszego masimum, 3

- ores drgań, - amplitudę drgań, - masymalny zares zmian sou jednostowego, dla tórego działa regulacja. 3. Dobór oretora dla uładu regulacji temperatury. Na podstawie podanej przez prowadzącego wymaganej amplitudy drgań, dobrać parametry oretora, orzystając ze wzorów od (0.3) do (0.), na stronach 3-34 w srypcie. Można wspomóc się programem or_nlin.m. 4. Uład regulacji temperatury (z oretorem). Zamodelować działanie uładu regulacji z oretorem wg schematu ja poniżej: Step Input - Sum A Gain Ts T/alfa.s Transfer Fcn Relay TT.s 3Ts Transfer Fcn Mux Mux Auto-Scale Graph (Scope) Wyznaczyć następujące parametry: - czas do pierwszego masimum, - ores drgań, - amplitudę drgań, - masymalny zares zmian sou jednostowego, dla tórego działa regulacja. Porównać te parametry z parametrami odczytanymi w puncie. 6. Opracować wniosi i uwagi do ćwiczenia. Podstawy Automatyi. Ćwiczenia laboratoryjne. Praca zbiorowa pod red. A. Wiszniewsiego, Wrocław 000. 4

9. STEROWANIE PRACĄ SILNIKA Z WYKORZYSTANIEM STEROWNIKÓW PLC. Wydruować odpowiedź na so jednostowy dla silnia prądu stałego. Na podstawie odpowiedzi wyznaczyć parametr α (patrz rys. poniżej). Przyjąć L=0,5s. Y=obroty odczytane ustalone (po sou) [obr/min] minus obroty odczytane ustalone (przed soiem) [obr/min] U=(obroty zadane (po sou) [p.u.] minus obroty zadane (przed soiem) [p.u.])*800 obr/min. Zgodnie ze wzorem (5) zewnętrznej instrucji stanowisowej wyznaczyć ores próbowania. Obliczyć błąd pomiaru prędości obrotowej silnia (patrz wzór w Dodatu zewnętrznej instrucji stanowisowej) Przed przystąpieniem do realizacji dalszej części ćwiczenia obowiązowo sonsultować wynii z prowadzącym. Sorygować wartość oresu próbowania zgodnie z sugestiami prowadzącego. 3. Korzystając z tab. i wzorów (7) zewnętrznej instrucji stanowisowej wyznaczyć parametry regulatorów P, PI i PID. Otrzymane czasy przeliczyć na minuty. 4. Wprowadzić obliczone parametry regulatorów (pomocna będzie tab. zewnętrznej instrucji stanowisowej). Zadać so jednostowy, wydruować odpowiedź. UWAGA: jao wartość początową (przed soiem) przyjąć obroty w zaresie od 300 do 600 obr/min, jao wartość ońcową (po sou) przyjąć obroty w zaresie od 900 do 300 obr/min. 5. Porównać i zinterpretować wszystie otrzymane wynii. 6. Opracować wniosi i uwagi do ćwiczenia. 5

0. ANALIZA I SYNTEZA KOMBINACYJNYCH UKŁADÓW LOGICZNYCH. Korzystając z tablicy Karnough zminimalizować funcję czterech zmiennych (uład ombinacyjny) y=f(x 3, x, x, x 0 ) podaną przez prowadzącego. W tablicy zastosować grupowanie jedyne logicznych. Po uzysaniu wzoru ońcowego zastosować prawa de Morgana ta, aby we wzorze występowały tylo funcje iloczynu logicznego (nie mogą występować sumy!). Narysować schemat połączeń orzystając tylo z brame NAND. Połączyć uład zgodnie z otrzymanym schematem (maieta z bramami logicznymi). Sprawdzić działanie uładu dla wszystich ombinacji wejść.. Opracować wniosi i uwagi do ćwiczenia. 6

. ANALIZA I SYNTEZA SEKWENCYJNYCH UKŁADÓW LOGICZNYCH. Korzystając z tablicy olejności łączeń zrealizować minimalizację funcji y =f(x, x, y, y ), y =f(x, x, y, y ) podanych przez prowadzącego (uład sewencyjny). Po minimalizacji narysować schemat połączeń orzystając z przeaźniów. Połączyć uład zgodnie z otrzymanym schematem (maieta z przeaźniami). Sprawdzić działanie uładu.. Opracować wniosi i uwagi do ćwiczenia. 7

. MIKROPROCESOROWE STEROWNIKI SEKWENCYJNE. Zapoznać się z programem Step-7 microwin.. Zrealizować najprostszy program: bezwarunowe otwarcie zaworu P (patrz srypt rys. 3.5 i tab. poniżej). Sompilować i załadować program. Sprawdzić jego działanie. 3. Zrealizować program otwarcia zaworu P do momentu zapełnienia zbiornia do poziomu Cz. Sompilować i załadować program. Sprawdzić jego działanie. 4. Do programu ja wyżej dopisać program opróżniania zbiornia do poziomu Cz, poprzez otwarcie zaworu S. Program ma działać cylicznie: napełnianie, opróżniane, napełnianie, itd. Sompilować i załadować program. Sprawdzić jego działanie. 5. Do programu ja wyżej dopisać program załączenia mieszadła M w tracie napełniania zbiornia. Sompilować i załadować program. Sprawdzić jego działanie. 6. Do programu ja w puncie 4 dopisać program załączenia mieszadła M. Mieszadeło ma działać przez 5 se. po napełnieniu zbiornia, a dopiero potem ma nastąpić opróżnienie zbiornia. 7. Opracować wniosi i uwagi do ćwiczenia. Uład podłączeń maiety Tab.. Połączenia wejść i wyjść sterownia S7- z czujniami i urządzeniami wyonawczymi maiety. Simatic S7- maieta opis Q0.3 P zawór napełniający zbiornia Q0.0 S zawór opróżniający zbiornia Q0.4 M mieszadeło zbiornia I0.0 Cz czujni poziomu minimalnego zbiornia I0. Cz czujni poziomu masymalnego zbiornia Q0.5 P zawór napełniający zbiornia Q0. S zawór opróżniający zbiornia niepodłączone M mieszadeło zbiornia I0. Cz3 czujni poziomu minimalnego zbiornia I0.3 Cz4 czujni poziomu masymalnego zbiornia Podstawy Automatyi. Ćwiczenia laboratoryjne. Praca zbiorowa pod red. A. Wiszniewsiego, Wrocław 000 8