ĆWICZENIE 4. Zastosowanie sterowników PID w serwomechanizmach prądu stałego



Podobne dokumenty
Podstawowe układy pracy tranzystora MOS

Laboratorium elektroniki i miernictwa

SterownikI wentylatora kominkowego Ekofan

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

Projektowanie generatorów sinusoidalnych z użyciem wzmacniaczy operacyjnych

Załącznik nr 3 do SIWZ

Laboratorium systemów wizualizacji informacji

Przykłady sieci stwierdzeń przeznaczonych do wspomagania początkowej fazy procesu projektow ania układów napędowych

Instrukcja instalacji liniowych promienników kwarcowych TIS ENGINEERING. Modele szeregu S1A010 S3F180

2-2. i i. R O R i Av i. Bv o. R of. R if A f v s R S R L. i 2 v 1 v 2. h 11. h22. v o. v i. v s. v f A S. wzmacniacz napięciowy A [V/V] S A Uz.

Research & Development Ultrasonic Technology / Fingerprint recognition DATA SHEETS OPKUD.

SYSTEMY CZASU RZECZYWISTEGO (SCR)

ZESPÓŁ LABORATORIÓW TELEMATYKI TRANSPORTU ZAKŁAD TELEKOMUNIKACJI W TRANSPORCIE WYDZIAŁ TRANSPORTU POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ

LAMP LED 6 x REBEL IP 68

CHARAKTERYSTYKI CZĘSTOTLIWOŚCIOWE CZŁONÓW AUTOMATYKI. Cześć doświadczalna Zarejestrować charakterystykę amplitudowo-fazową zadanego czwórnika.

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z PRZEDMIOTU PRACOWNIA URZĄDZEŃ TECHNIKI KOMPUTEROWEJ. dla klasy 1ia. Rok szkolny 2015/2016 Nauczyciel: Agnieszka Wdowiak

Wykład XVIII. SZCZEGÓLNE KONFIGURACJE OBWODÓW TRÓJFAZOWYCH. POMIARY MOCY W OBWODACH TRÓJFAZOWYCH I 1 U 12 I 2 U 23 3 U U Z I = ; I 12 I 23

WENTYLATOR KOMINKOWY TERMINAL

ZJAWISKO TERMOEMISJI ELEKTRONÓW

stworzyliśmy najlepsze rozwiązania do projektowania organizacji ruchu Dołącz do naszych zadowolonych użytkowników!

Opis æwiczeñ. Sensoryka

POMIAR MOCY CZYNNEJ W OBWODACH TRÓJFAZOWYCH

Podstawowe układy. pracy tranzystora MOS

Procedury i instrukcje związane z ochroną danych osobowych w szkole

ZAKŁAD ELEKTRONIKI PRZEMYSŁOWEJ LABORATORIUM TEORII PRZEKSZTAŁTNIKÓW

Oznaczenie CE. Ocena ryzyka. Rozwiązanie programowe dla oznakowania

nie wyraŝa zgody na inne wykorzystywanie wprowadzenia niŝ podane w jego przeznaczeniu występujące wybranym punkcie przekroju normalnego do osi z

ZS LINA_ LINB_ LINC_. Rys. 1. Schemat rozpatrywanej sieci. S1 j

wentylatory oddymiające THGT

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

Wykrywanie i usuwanie uszkodzeń w sieci

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z PRZEDMIOTU SIECI KOMPUTEROWE. dla klasy 2

Statystyka - wprowadzenie

Opis i specyfikacja interfejsu SI WCPR do wybranych systemów zewnętrznych

Specyfikacja dotycząca modernizacji przepompowni ścieków należącej do oczyszczalni ścieków w Podrzeczu.

Teoria Przekształtników - kurs elementarny

Sieci neuronowe model konekcjonistyczny

Baza Aktów Własnych Opis produktu. Zastosowanie, Wykaz funkcjonalności, Cennik.

Adres strony internetowej, na której Zamawiający udostępnia Specyfikację Istotnych Warunków Zamówienia:

Wytyczne projektowe okablowania strukturalnego i sieci telefonicznej

Nowe funkcje w programie Symfonia e-dokumenty w wersji Spis treści:

Zintegrowany interferometr mikrofalowy z kwadraturowymi sprzęgaczami o obwodzie 3/2λ

Instrukcja korzystania z serwisu Geomelioportal.pl. - Strona 1/12 -

Czujnik Termoelektryczny

REGULAMIN KONKURSU WYPRAWA W NIEZNANE Z EDEM STAFFORDEM. 1 POSTANOWIENIA OGÓLNE 2 WARUNKI I ZASADY UCZESTNICTWA W KONKURSIE

Wydziału Mechaniczno-Elektrycznego

Partner projektu F5 Konsulting Sp. z o.o. ul. Składowa 5, Poznań T: F:

Bożena Czyż-Bortowska, Biblioteka Pedagogiczna w Toruniu

Optymalne przydzielanie adresów IP. Ograniczenia adresowania IP z podziałem na klasy

Konfiguracja Windows do pracy w sieci

Opis æwiczeñ. Rozdzielaczowy uk³ad zap³onowy Aparat zap³onowy - indukcyjny

Planimetria, zakres podstawowy test wiedzy i kompetencji ZADANIA ZAMKNIĘTE. [ m] 2 cm dłuższa od. Nr pytania Odpowiedź

SEKCJA III: INFORMACJE O CHARAKTERZE PRAWNYM, EKONOMICZNYM, FINANSOWYM I TECHNICZNYM

Droga, prędkość, czas, przyspieszenie

PSO matematyka I gimnazjum Szczegółowe wymagania edukacyjne na poszczególne oceny

Nowa generacja energooszczędnego oświetlenia świetlówkowego T8

ĆWICZENIE 1 DWÓJNIK ŹRÓDŁOWY PRĄDU STAŁEGO

LABORATORIUM OBRÓBKI SKRAWANIEM

Pompy ciepła. Podział pomp ciepła. Ogólnie możemy je podzielić: ze wzgledu na sposób podnoszenia ciśnienia i tym samym temperatury czynnika roboczego

Instrukcja obsługi. Adapter OBD v2. Wersja oprogramowania: NEVO DiegoG Pełna zgodność z Adapterem OBD v2 2.0B

I. 1) NAZWA I ADRES: Archiwum Państwowe w Gdańsku, ul. Wały Piastowskie 5, Gdańsk,

Baza aktywności e-learningowej uczelni

ZAŁOŻENIA TECHNICZNE

APLISENS PRODUKCJA PRZEMYSŁOWEJ APARATURY POMIAROWEJ I ELEMENTÓW AUTOMATYKI INSTRUKCJA OBSŁUGI

1.1. PODSTAWOWE POJĘCIA MECHATRONIKI

PL Zawory regulacyjne Zawory regulacyjne z ograniczeniem przepływu BEE line

JĘZYKI PROGRAMOWANIA Z PROGRAMOWANIEM OBIEKTOWYM. Wykład 7

Tworzenie kwerend. Nazwisko Imię Nr indeksu Ocena

I. 1) NAZWA I ADRES: Województwo Śląskie, ul. Ligonia 46, Katowice, woj. śląskie, tel. 32

Numer zadania. Opis przedmiotu zamówienia. /oprogramowania nazwa, model, typ, parametry techniczne, inne. Dostawa komputerów.

wentylatory promieniowe HPB-F

Wymagania edukacyjne z przedmiotu Pracownia aplikacji internetowych dla klasy 3iA Nauczyciel: Kornel Barteczko Rok szkolny: 2015/2016

PROPAGACJA BŁĘDU. Dane: c = 1 ± 0,01 M S o = 7,3 ± 0,1 g Cl 2 /1000g H 2 O S = 6,1 ± 0,1 g Cl 2 /1000g H 2 O. Szukane : k = k =?

TCad 7. Modele symulatora TCad przyjmują strukturę: Metody przyjęte w symulatorze:

POLITECHNIKA ŚLĄSKA W GLIWICACH WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA i ENERGETYKI INSTYTUT MASZYN i URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH.

INSTRUKCJA MONTAŻU przewodu grzejnego PSB typu XXXX

Instrukcja użytkownika AP-KOLCE

( ) σ v. Adam Bodnar: Wytrzymałość Materiałów. Analiza płaskiego stanu naprężenia.

Nowa generacja energooszczędnego oświetlenia świetlówkowego T8

Panel fotowoltaiczny o mocy 190W wykonany w technologii monokrystalicznej. Średnio w skali roku panel dostarczy 169kWh energii

Rys. 1. Wymiary próbek do badań udarnościowych.

Temat: OSTRZENIE NARZĘDZI JEDNOOSTRZOWYCH

Zintegrowany system obsługi przedsiębiorstwa. Migracja do Firebird 2.x

Test 2. Mierzone wielkości fizyczne wysokość masa. masa walizki. temperatura powietrza. Użyte przyrządy waga taśma miernicza

Symulacja komputerowa i obróbka części 4 na tokarce sterowanej numerycznie

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z PRZEDMIOTU URZĄDZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ. dla klasy 1iA

Adres strony internetowej, na której Zamawiający udostępnia Specyfikację Istotnych Warunków Zamówienia:

odpady remontowo-budowlane w pojemnikach (wymagane zgłoszenie) odpady zmieszane w pojemnikach Odbiór odpadów z każdej nieruchomości odbywa się w

Temat pracy projektowej z budowy pojazdów samochodowych Autor: Arkadiusz Włochal

Zawór przelewowy sterowany bezpośrednio typ UDZB

CZAS ZDERZENIA KUL SPRAWDZENIE WZORU HERTZA

Inżynieria Oprogramowania 2013/14. Testy integracyjne

uczniów o zakresie materiału objętego sprawdzianem. obowiązku informowania uczniów o zaplanowanym sprawdzianie.

Moduł Konsolidacji Sprawozdań wersja

w w w. r a n d d t e c h. p l

!Twoje imię i nazwisko... Numer Twojego Gimnazjum.. Tę tabelę wypełnia Komisja sprawdzająca pracę. Nazwisko Twojego nauczyciela...

Regulamin obowiązujący do :

INSTRUKCJA OBSŁUGI RT-08 REGULATOR OBIEGU GRZEWCZEGO Z KOLEKTOREM SŁONECZNYM

INSTRUKCJA UŻYTKOWANIA

Zajęcia wyrównawcze z fizyki -Zestaw 3 dr M.Gzik-Szumiata

Transkrypt:

ĆWICZENIE 4 Zastswanie sterwników PID w serwmechanizmach prądu stałeg 4.1 Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zilustrwanie zasadniczych czynnści związanych z prjektwaniem i uruchamieniem układu sterwania, jakimi są: - identyfikacja (kreślenie mdelu matematyczneg) sterwaneg biektu, - zaprjektwanie algrytmu sterwnika i symulacja układu sterwania dla uzyskaneg w prcesie identyfikacji mdelu biektu, - implementacja zaprjektwaneg algrytmu sterwania (fizyczna jeg realizacja), - uruchmienie układu sterwania biektem rzeczywistym, - analiza jakści prcesu sterwania, mająca na celu cenę zgdnści wskaźników jakści teg prcesu z dpwiednimi specyfikacjami. Właściwym biektem sterwanym jest w tym ćwiczeniu labratryjnym silnik prądu stałeg; wielkściami sterwanymi są płżenie si sterwanej (zb. dalej) lub prędkści brtów tej si. 4. Opis stanwiska labratryjneg Ćwiczenie jest realizwane w parciu uniwersalny zestaw labratryjny Serv Funddamentals Trainer SFT 154 angielskiej firmy Feedback. Zestaw ten uzupełniają scylskp, dwa wltmierze cyfrwe, zasilacz raz kmputer z prgramwaniem umżliwiającym symulację układu sterwania. W skład zestawu SFT 154 wchdzą dwa blki: blk mechaniczny (Mechanical Unit), zawierający biekt sterwany wraz z dpwiednimi elementami pmiarwymi i wyknawczymi raz blk analgwy (Analgue Unit), będący uniwersalnym układem elektrnicznym, umżliwiającym implementację różnych wersji algrytmu PID. Te dwa blki płączne są wielżyłwym kablem. W dalszym ciągu pisan szczegółwiej blki zestawu SFT 154. 4..1 Blk mechaniczny Wchdzący w skład teg blku wzmaniacz mcy, sterwany sygnałem analgwym lub przełączanym (c wykrzystuje się przy sterwaniu cyfrwym) napędza silnik prądu stałeg. Ten silnik prusza ś sterwaną pprzez przekładnię paskwą 3:1. Silnik ów napędza również tarczę hamulca magnetyczneg i analgwy czujnik prędkści (tachprądnicę). Tarcza kdwa (kd Graya) zainstalwana na si sterwanej wykrzystywana jest d sterwania cyfrweg, a zatem w tej instrukcji jej pis pminięt. Blk mechaniczny zawiera również prsty generatr sygnałwy, wytwarzający peridyczne sygnały testujące (zadające) małej częsttliwści: prstkątny i trójkątny. Na rys. 4.1 pkazan płżenie elementów i pkręteł na płycie człwej blku mechaniczneg. Zasilanie Blk ten wymaga źródła zasilania parametrach: +15V, -15V (każde 1.5A), +5V (0,5A). Gniazda wejściwe zasilania są zabezpieczne przed błędnym płączeniem.

Oś silnika Na si tej umcwane są: - tarcza hamulca z naniesinymi dwma ścieżkami d ptyczneg dczytu prędkści i kierunku brtów, - tachprądnica. Tarcza hamulca i magnes Hamulec jest sterwany za pmcą dźwigni umieszcznej p lewej strnie płyty człwej blku mechaniczneg. Przełącznik kntrlny Przełącznik ten umżliwia kntrlne uruchmienie silnika. Przełączenie na praw pwduje brót silnika zgdny z kierunkiem ruchu wskazówek zegara, zaś na pięcicyfrwym wskaźniku pkazywana będzie prędkść w zakresie 15 5br/min. Przełączenie na lew spwduje brót w kierunku przeciwnym, z tą samą prędkścią. Gniazd d pmiaru prądu silnika Pzyskać tu mżna napięcie prprcjnalne d prądu silnika (w bwdzie wirnika), według skali 1A/V. Oś zadająca Ptencjmetr ze skalą kątwą d zadawania wartści kąta płżenia Θ i w zakresie ±10V. Pkrętł d ustalania częsttliwści sygnału zadająceg raz przełącznik zmiany zakresu Elementy te sterują pracą wewnętrzneg generatra, wytwarzająceg sygnał kształcie prstkątnym lub trójkątnym, amplitudzie ±10V i częsttliwści d 0.1 d 10Hz w dwóch pdzakresach. Sygnały te są dprwadzne d wielkntaktweg gniazda wyjściweg. Oś sterwana Na si tej umcwane są: - ptencjmetr, - skala kątwa, - tarcza kdwa (wykrzystywana przy sterwaniu cyfrwym). Cyfrwy wskaźnik prędkści brtwej Na trzech siedmisegmentwych wskaźnikach LED wyświetlana jest prędkść brtwa si sterwanej - w br/min - w zakresie d 0.0 d 99.9 wyznaczana przez czytnik ptyczny, współpracujący z tarczą zainstalwaną na si silnika. Pnieważ zastswana przekładnia redukuje brty si silnika w stsunku 3:1, prędkści silnika równej 1000 br/min dpwiada 31.1 br/min si sterwanej. 4.. Blk analgwy Na rys. 4. pkazan schemat idewy blku analgweg, (dwzrwany na płycie teg blku) będąceg uniwersalnym układem elektrnicznym, umżliwiającym uzyskanie dwlneg sterwnika z rdziny PID, nastawach (parametrach), których wartści mgą być zmieniane w

szerkich granicach. Odpwiednie płączenia elementów wyknuje się przy użyciu kabli kńcówkach mm. Górna część płyty d lewej d prawej: Θ i, Θ - te gniazda służą wprwadzeniu sygnałów z ptencjmetrycznych czujników płżenia si zadającej i si sterwanej, dwzrwanych schematycznie w centralnej części płyty, pdczas gdy ptencjmetry te znajdują się faktycznie w blku mechanicznym, Θ - d teg gniazda dstarczany jest sygnał z si sterwanej, dwrócnym plaryzacji. Przełączniki symulacji uszkdzeń - zezwalają na "generwanie" błędów. Przy nrmalnej eksplatacji zestawu, wszystkie przełączniki pwinny znajdwać się w pzycji dlnej. Wzmacniacz uchybu - jest wykrzystywany d wyznaczania sygnału uchybu na pdstawie sygnału zadająceg i sygnału sterwaneg. Ptencjmetry P1 i P - pzwalają na płynną zmianę wzmcnienia i zmianę wartści sygnału dstarczaneg przez tachprądnicę. Wzmacnicz mcy dstarcza energii niezbędnej d pracy silnika. Dwa wejścia umżliwiają, przy danym sygnale wejściwym, wybór jedneg z dwóch kierunków brtów. Dstrajanie zera - za pmcą ptencjmetru P6 - pzwala na unieruchmienie silnika przy zerwym sygnale wejściwym. Silnik, będący zasadniczym elementem blku mechaniczneg jest właściwym biektem sterwania; silnik ten napędza bezpśredni tarczę hamulcwą i tachprądnicę, zaś - pprzez przekładnię paskwą (3:1) napędza ś sterwaną. Tarcza hamulcwa i magnes Elementy te umżliwiają zmianę bciążenia silnika. Tachprądnica Tachprądnica zamcwana bezpśredni na si silnika jest prprcjnalnym czujnikiem prędkści brtwej. Dlna część panelu d lewej d prawej: ±10V - przełącznik ten zezwala na ręczne ustawienie ddatnieg lub ujemneg napięcia stałeg wartści 10V. Sygnały zadające - na zaciskach tych dstępne są sygnały zadające pstaci fali prstkątnej bądź trójkątnej i amplitudzie 10V. Zakres tych sygnałów nastawia się w Blku Mechanicznym. Zewnętrzny ptencjmetr wejściwy P3 - mże być płączny ze źródłem dwlneg sygnału wejściweg, umżliwiając płynne nastawianie jeg wartści. Regulatr - zawiera wzmacniacze peracyjne wraz z dpwiednimi bwdami, umżliwiającymi wybór dwlneg spśród rdziny sterwników PID raz zmianę nastaw wybraneg sterwnika.

4.3 Przygtwanie stanwiska labratryjneg W celu sprawdzenia prawidłwej pracy Zestawu Labratryjneg należy wyknać pniższe wstępne czynnści: - sprawdzić istnienie płączenia Blku Mechaniczneg z Blkiem Analgwym (wielżyłwy przewód), - sprawdzić istnienie płączenia Blku Mechaniczneg z Zasilaczem, - upewnić się, że wszystkie przełączniki symulacji uszkdzeń (SW3 i SW4) są w pzycji OFF (dlne płżenie), - włączyć zasilanie. Silnik w Blku Mechanicznym mże się bracać a siedmisegmentwy, trzycyfrwy wskaźnik prędkści brtwej si sterwanej pwinien się świecić. Obracając ptencjmetrem P6 (R40) bserwuje się zmianę kierunku i wartści prędkści brtwej si sterwanej. Ptencjmetr P6 należy ustawić w takiej pzycji, aby silnik się nie bracał a ampermierze w zasilaczu wskazywały wartść minimalną pbieraneg przez układ prądu. Przełącznik SW1 w Blku Analgwym należy ustawić w pzycji śrdkwej a ptencjmetr P3 (R9) w lewym, skrajnym płżeniu. Następnie należy dknać płączeń w Blku Analgwym w ten spsób, aby sygnał z ptencjmetru P3 przez wzmacniacz jednstkwym wzmcnieniu dstarczany był na wejście silnika. P czym należy ustawić przełącznik SW1 w pzycji +10 i wln bracać ptencjmetr P3 w praw. Oś silnika pwinna zacząć się bracać i zwiększać swją prędkść. Pnwnie należy ustawić ptencjmetr P3 w lewym skrajnym płżeniu a następnie przełączyć SW1 d pzycji -10. Zwiększając wartść P3 uzyskuje się brót silnika w kierunku przeciwnym. 4.4 Zadania pmiarwe Strukturalny schemat rzważaneg układu sterwania pkazan na rys. 4.3. zadajnik zadane płżenie sterwanej si [ ] sygnał zadający [V] Φ i k r Θ i sterwnik bciążny silnik sygnał sterujący [V] G c ( s) U a G p ( s) płżenie sterwanej si [ ] Φ sygnał z tachprądnicy [V] U t tachprądnica k t s sygnał z czujnika płżenia [V] czujnik płżenia Θ k s Rys. 4.3. Strukturalny schemat układu sterwania Przyjęt następujące znaczenia: Gp( s) - peratrwa transmitancja bciążneg silnika prądu stałeg, Gc ( s) - peratrwa transmitancja sterwnika,

Φ i - zadane płżenie sterwanej si [ ], Θ i - sygnał z zadajnika [ V, ] Φ - płżenie sterwanej si [ ], Θ - sygnał z czujnika płżenia [ V, ] U t - sygnał z tachprądnicy [ V, ] k r - nachylenie charakterystyki zadajnika płżenia [ V/ ], k s - nachylenie charakterystyki czujnika płżenia [ V/ ], k t - nachylenie charakterystyki tachprądnicy [ V( / s)]. Zakłada się najprstszy mdel bciążneg silnika prądu stałeg G p Φ s k () p () s = =, (4.1) U () s s( 1+ T s) gdzie k p - prędkściwe wzmcnienie silnika [ / sv ], a T p - elektrmechaniczna stała czaswa silnika [ s. ] 4.4.1 Identyfikacja statycznych charakterystyk sterwaneg biektu Zadanie t wymaga wyznaczenia następujących charakterystyk: a) Charakterystyka biektu sterwaneg n= f ( U a ), gdzie n - prędkść brtwa si sterwanej w [br/min], U a - napięcie sterujące silnikiem [V]. Identyfikwany parametr k p wyznacza się ze wzru k p p 360 n n = = 6 [/ sv ]. (4.) 60 U U a b) Charakterystyka tachprądnicy Ut f n gdzie U t - napięcie na szcztkach tachprądnicy w [V], n - prędkść brtwa si sterwanej w [br/min]. Identyfikwany parametr k t wyznacza się ze wzru a k t 60 Ut 1 Ut = = 360 n 6 n [ V /s]. (4.3) c) Zależnść sygnału (napięcia) wyjściweg Θ d kąta Φ : Θ = f ( Φ), gdzie Θ - napięcie na wyjściu czujnika płżenia si sterwanej w [V], Φ - kąt płżenia si sterwanej w [ ]. Identyfikwany parametr k s wyznacza się ze wzru

k s = Θ Φ [ V/ ]. (4.4) d) Zależnść sygnału (napięcia) zadająceg Θ i d kąta Φ i, Θi = f ( Φi), gdzie Θ i - napięcie na wyjściu ptencjmetru zadająceg w [V], Φ i - kąt płżenia ptencjmetru zadająceg w [ ]. Identyfikwany parametr k r wyznacza się ze wzru k r i i = Θ Φ [ V/ ]. (4.5) Aby wyznaczyć charakterystyki pdane w punktach a i b należy: - dknać dpwiednich płączeń w Blku Analgwym, - ustawić ptencjmetr P3 w lewym, skrajnym płżeniu, - ustawić przełącznik SW1 w pz. +10, - ustawić dźwignię hamulca w pzycji pdanej przez prwadząceg, - p włączeniu zasilania wyznaczyć charakterystyki n= f ( U a ) raz Ut = f ( n), dczytując ze wskaźnika cyfrweg prędkść brtwą si sterwanej. W celu wyznaczenia charakterystyk z punktu c należy: - dknać dpwiednich płączeń w Blku Analgwym, - ustawić ptencjmetr P3 w lewym, skrajnym płżeniu, - ustawić przełącznik SW1 w pz. +10, - p włączeniu zasilania, ustawić za pmcą ptencjmetru P3 brty silnika tak, aby na ekranie scylskpu uzyskać braz umżliwiający dczyt amplitudy wyświetlaneg przebiegu. Charakterystykę z punktu d kreśla się, mierząc napięcie Θ i (w Blku Analgwym) dla kilku płżeń Φ ptencjmetru zadająceg (w Blku Mechanicznym), dczytując płżenie si z umcwanej na niej pdziałki kątwej. Na pdstawie prwadznych pmiarów mżna wyznaczyć wzmcnienie (płżeniwe lub prędkściwe) sterwaneg biektu. 4.4.. Identyfikacja charakterystki dynamicznej sterwaneg biektu Zadanie identyfikacji dynamicznej sprwadza się d wyznaczenia wartści jedneg tylk parametru, jakim jest stała czaswa biektu sterwaneg T p. Mżna teg dknać, bserwując na ekranie lampy scylskpwej przebieg napięcia z tachprądnicy przy jednczesnym pdawaniu na wejście biektu prstkątneg przebiegu zadająceg. W tym celu należy: - dknać dpwiednich płączeń w Blku Analgwym, - ustawić ptencjmetr P3 w lewym, skrajnym płżeniu, - ustalić zakres częsttliwści (w Blku Mechanicznym) 0,1 1Hz, - p włączeniu zasilacza, dbrać częsttliwść raz amplitudę (P3) prstkątneg przebiegu sterująceg tak, aby na pdstawie przebiegu prędkściwej dpwiedzi silnika, bserwwanej na lampie scylskpwej, szacwać wartść stałej czaswej silnika T p.

4.4.3. Wzrcwe transmitancje układu zamknięteg Przyjęty mdel biektu sterwaneg - w pstaci szeregweg płączenia człnu całkująceg i człnu inercyjneg - pzwala na efektywne wykrzystanie analityczn-graficznej metdy nastawiania sterwników. Dla rzpatrywanych w ćwiczeniu sterwników typu P, I raz PI mdel taki prwadzi bwiem d transmitancji układu zamknięteg stpnia c najwyżej trzecieg, a dla takich transmitancji istnieją praktycznie bardz dgdne reprezentacje relacji między parametrami transmitancji a specyfikacjami prcesu sterwaneg (frmuły analityczne raz wykresy). Dknując dpwiedniej parametryzacji mawianych transmitancji, uzyskuje się tak zwane transmitancje wzrcwe (prttypwe) zamknięteg układu sterwania, służące już bezpśredni celm prjektwym. Transmitancja wzrcwa rzędu drugieg Rzważana tu gólna frma transmitancji wzrcwej rzędu drugieg (pr. Ćwiczenie ) ma pstać transmitancji człnu scylacyjneg ze skńcznym zerem ωn + σωns 1+ στs Gs ()= = ωn + ωns+ s 1+ τs+ τ s Odpwiedź skkwa takieg człnu ma pstać gdzie 1 t σ ω ω t ht () = L [ Gs ()/ s] = [ 1+ He n sin( ω t+ α)] 1(), t = H σ = 1 dla σ =, 1/sin ασ dla σ,, 0< < 1. (4.6) 0 1 / = { 1 e n [cs ω t+ ( σ)( 1 ) sin ω t} 1( t), π/ dla σ = ασ =. (4.9) arctg[ ωτ 0 /( σ)] dla σ Wskaźniki T κ, κ raz T s, pisujące dpwiedź skkwą (4.7), dane są wzrami 1 / 1 / 0 0 (4.7) (4.8) T { π+ arctg[ σ( 1 ) /( σ 1)]}( 1 ) τ, (4.10) 1 / ( 1 σ+ σ ) exp( T / τ). (4.11) T s 1 1 / κ = ln{[( 1 σ+ σ ) / ( 1 )] / } τ. (4.1) Z klei, wskaźniki M r, ω r raz ω 3dB, związane z charakterystyką amplitudwą człnu (4.6), dane są wzrami 1 / 1/[ ( 1 ) ] dla σ= 0, M r = 1 / 1 / σ {[( 1+ σ ) 4 σ ] ( 1+ σ ) + σ } / dla σ 0, τ σ ωr = 1 / ( 1 ) / dla = 0, 1 / 1 / {[( 1+ σ ) 4 σ ] 1} / ( στ) dla σ 0, (4.13) (4.14)

1 / 1 / ω3db = { 1 + σ + [( 1 + σ ) + 1 ] } / τ. (4.15) Człn (4.6) traktwać mżna jak transmitancję zamknięteg układu sterwania z jednstkwym sprzężeniem zwrtnym i trem głównym pisanym transmitancją G0 (), s kreślną wzrem k( 1+ T0 s) G0() s =, s( 1+ Ts) (4.16) k = 1/[( στ, ) ] (4.17) T = τ /( σ), (4.18) T 0 =τσ. (4.19) Pulsacja dcięcia ω gc, zapas fazy p raz współczynniki wzmcnienia prędkściweg k v i przyspieszeniweg k a rzważaneg mdelu układu sterwania dane są wzrami 1 / 1 / ωgc = { σ + [( σ ) + 1 ] } / τ, (4.0) = arctg{[ στω + ( σ) / ( τω )]/ [ 1 ( σ) σ]}, (4.1) p c gc k v = lim sg0( s) = 1/ [ τ( σ )], (4.) s 0 0 dla σ, ka = lim s G 0 ( s) = (4.3) s 0 τ dla σ =. Rzważane wskaźniki człnu (4.6) zilustrwan na rys. 4.4-4.8. Krzywe dane na tych rysunkach pisan wartścią przeregulwania κ dpwiedzi skkwej (4.7). Linie stałeg przeregulwania κ=cnst na płaszczyźnie parametrów (, σ ) pkazan na rys. 4.4. 3 σ 1 0 Rys. 4.4. Linie stałeg przeregulwania dpwiedzi skkwej człnu scylacyjneg ze skńcznym zerem

a) 5 4 3 T κ / τ 1 0 b) 16 T s % / τ c) 1 10 T s / τ 1 8 8 4 6 4 d) 16 _ T s % / τ 1 8 4 e) 1 _ T s / 10 8 τ 6 4 Rys. 4.5. Wskaźniki dpwiedzi skkwej człnu scylacyjneg ze skńcznym zerem

a) M r 1.8 1.6 1.4 1. 1 b) 1 ω r τ 0.8 0.6 0.4 0. c) 4 ω 3dB 3 1 Rys.4.6. Wskaźniki dtyczące charakterystyki amplitudwej człnu scylacyjneg ze skńcznym zerem 3.5 1.5 ω gc τ 1 0.5 80 60 40 p Rys. 4.7. Pulsacja dcięcia ω gc układu mdelwaneg transmitancją rzędu drugieg ze skńcznym zerem Rys. 4.8. Zapas fazy układu mdelwaneg transmitancją rzędu drugieg ze skńcznym zerem Transmitancja wzrcwa rzędu trzecieg

Prsty spsób parametryzacji pewnej rdziny transmitancji peratrwych rzędu trzecieg (transmitancje typu '-1-') pdan w Ćwiczeniu 3. Rdzina ta dpwiada układwi sterwania płżeniweg ze sterwnikiem PI. 4.4.4 Badanie układów regulacji płżeniwej (sterwniki P raz PI) We wszystkich rzważanych układach sterwania wyjściwymi wielkściami efektywnie pdlegającymi kształtwaniu są przebiegi napięciwe Θ () t raz Ut (), t rejestrwane na ekranie scylskpu. Przyjmując zewnętrzny napięciwy sygnał Ui ( t) jak wielkść zadaną, układwi sterwania z rys. 4.3 przyprządkwać mżna mdel dany na rys. 4.9. Ui U a Φ G c ( s) G p ( s) k s Θ U t k t s Rys. 4.9. Strukturalny schemat układu sterwania: regulacja płżeniwa Zadanie 1 - sterwnik P 1. Dla zidentyfikwaneg biektu sterwaneg bliczyć wzmcnienie k c sterwnika typu P, zapewniające układwi żądaną wartść przeregulwania κ, czasu maksimum T κ lub czasu ustalania T s dpwiedzi skkwej (szczegółwe specyfikacje pdaje prwadzący zajęcia).. Dknać wstępnej ceny jakści prcesu sterwaneg, symulując układ sterwania przy użyciu dpwiedni prgramwaneg kmputera wspmagająceg. 3. Zaimplementwać zaprjektwany sterwnik. 4. Wyznaczyć wartści wskaźników charakteryzujących prces sterwany, bserwując jeg przebieg na lampie scylskpwej. Zadanie - sterwnik PI 1. Dla zidentyfikwaneg biektu sterwaneg bliczyć wzmcnienie k c raz stałą całkwania T i sterwnika PI, zapewniające układwi sterwania żądane wartści wskaźników jakści (np. przeregulwanie κ i czas maksimum T κ lub też przeregulwanie κ i czas ustalania T s dpwiedzi skkwej; szczegółwe specyfikacje pdaje prwadzący zajęcia). Zakłada się transmitancję sterwnika PI w pstaci Gc() s = kc+1 /( sti).. Dknać wstępnej ceny jakści prcesu sterwaneg, symulując układ sterwania przy użyciu dpwiedni prgramwaneg kmputera wspmagająceg. 3. Zaimplementwać zaprjektwany sterwnik. 4. Wyznaczyć wartści wskaźników charakteryzujących prces sterwany, bserwując jeg przebieg na lampie scylskpwej.

4.4.5 Badanie układów regulacji prędkściwej (sterwniki I raz PI) Rzważany mdel układu sterwania pkazan na rys. 4.10. U i U a G c ( s) G p ( s) Φ k t s U t Rys. 4.10. Strukturalny schemat układu sterwania: regulacja prędkściwa Zadanie 3 - sterwnik I 1. Dla zidentyfikwania biektu sterwaneg bliczyć stałą całkwania T i sterwnika I, zapewniającą układwi zamknietemu dpwiedź skkwą żądanym przeregulwaniu κ, czasie maksimum T κ lub czasie ustalania T s (szczegółwe specyfikacje pdaje prwadzący zajęcia). Zakłada się transmitancję sterwnika I w pstaci Gc() s = 1 /( sti).. Dknać wstępnej ceny jakści prcesu sterwaneg, symulując układ sterwania za pmcą dpwiedni prgramwaneg kmputera wspmagająceg. 4. Wyznaczyć wartści wskaźników charakteryzujących prces sterwany, bserwując jeg przebieg na lampie scylskpwej. Zadanie 4 - sterwnik PI 1. Dla zidentyfikwaneg biektu sterwaneg bliczyć wzmcnienie k c raz stałą całkwania T i sterwnika PI, zapewniające układwi sterwania żądane wartści wskaźników jakści (np. przeregulwanie κ i czas maksimum T κ lub też przeregulwanie κ i czas ustalania T s dpwiedzi skkwej; szczegółwe specyfikacje pdaje prwadzący zajęcia). Zakłada się transmitancję sterwnika PI jak Gc() s = kc+1 /( sti).. Dknać wstępnej ceny jakści prcesu sterwaneg, symulując układ sterwania przy użyciu dpwiedni prgramwaneg kmputera wspmagająceg. 3. Zaimplementwać zaprjektwany sterwnik. 4. Wyznaczyć wartści wskaźników charakteryzujących prces sterwany, bserując jeg przebieg na lampie scylskpwej. 4.4.6 Uwagi a) Sygnały pbudzające, stswane zarówn pdczas identyfikacji mdelu rzważaneg układu, jak i pdczas sterwania w tym układzie, pwinny mieć pstać zapewniającą pracę teg układu w zakresie charakterystyk liniwych b) Przeanalizwać warunki implementacji (realizwalnści) zaprjektwanych sterwników, birąc pd uwagę wszystkie graniczenia, wynikające ze skńczneg zbiru nastawialnych elementów dstępnych w Zestawie Labratryjnym. Rzważyć mżliwść wykrzystania ptencjmetrów P4 raz P5 w celu realizacji wymaganych nastaw daneg sterwnika. c) W przypadku sterwania płżeniweg dpuszcza się mżliwść wykrzystania pmcniczeg tachmetryczneg sprzężenia zwrtneg. d) Nie narzuca się metdy syntezy sterwnika. Infrmacje pdane w punkcie 4.4.3 mają zatem tylk pmcniczy charakter.

4.5 Zadania d wyknania w sprawzdaniu 1. Wykreślić wszystkie charakterystyki pmierzne w punkcie 4.4.1. Pdać uzyskane wartści parametrów, charakteryzujących biekt sterwany, raz pzstałe elementy badaneg układu sterwania.. Przedstawić wszystkie bliczenia wyknane w ramach punktów 4.4.4 i 4.4.5. 3. Pdać pmierzne wartści wskaźników sterwaneg prcesu, sknfrntwać je ze specyfikacjami. Skmentwać uzyskane wyniki.