Inteligentnych Systemów Sterowania



Podobne dokumenty
Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

Ćwiczenie: "Silnik prądu stałego"

Podstawy inżynierii sterowania Ćwiczenia laboratoryjne

Wykład 2 Silniki indukcyjne asynchroniczne

Sterowanie mechanizmów wieloczłonowych

PRZED PRZYSTĄPIENIEM DO ZAJĘĆ PROSZĘ O BARDZO DOKŁADNE

Transmitancje układów ciągłych

Napędy elektromechaniczne urządzeń precyzyjnych - projektowanie. Ćwiczenie 3 Dobór mikrosilnika prądu stałego do układu pozycjonującego

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

Automatyka i robotyka ETP2005L. Laboratorium semestr zimowy

Matematyczne modele mikrosilników elektrycznych - silniki prądu stałego

Automatyka i Regulacja Automatyczna Laboratorium Zagadnienia Seria II

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

Dynamika układów mechanicznych. dr hab. inż. Krzysztof Patan

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

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Ćwiczenie 2 Dobór mikrosilnika prądu stałego z przekładnią do pracy w warunkach ustalonych

1. POJĘCIA PODSTAWOWE I RODZAJE UKŁADÓW AUTOMATYKI

UKŁAD AUTOMATYCZNEJ REGULACJI SILNIKA SZEREGOWEGO PRĄDU STAŁEGO KONFIGUROWANY GRAFICZNIE

Serwomechanizmy sterowanie

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

Zasady doboru mikrosilników prądu stałego

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

1. Opis teoretyczny regulatora i obiektu z opóźnieniem.

Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej

Mikrosilniki prądu stałego cz. 2

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

Ćwiczenie 1b. Silnik prądu stałego jako element wykonawczy Modelowanie i symulacja napędu CZUJNIKI POMIAROWE I ELEMENTY WYKONAWCZE

Obiekt 3 Amortyzator samochodowy bez ogumienia ZałoŜenia : układ liniowy, czasowo-inwariantny.

Napędy urządzeń mechatronicznych - projektowanie. Ćwiczenie 1 Dobór mikrosilnika prądu stałego z przekładnią do pracy w warunkach ustalonych

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

PODSTAWY AUTOMATYKI. MATLAB - instrukcje i funkcje zewnętrzne. Grafika w Matlabie. Wprowadzenie do biblioteki Control System Toolbox.

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

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

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

Regulacja dwupołożeniowa.

Rok akademicki: 2016/2017 Kod: EEL s Punkty ECTS: 6. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Ćwiczenie 1 Dobór mikrosilnika prądu stałego do napędu bezpośredniego przy pracy w warunkach ustalonych

Temat: Silniki komutatorowe jednofazowe: silnik szeregowy, bocznikowy, repulsyjny.

Tematyka egzaminu z Podstaw sterowania

Rozszerzony konspekt preskryptu do przedmiotu Sterowanie napędów i serwonapędów elektrycznych

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

Problemy optymalizacji układów napędowych w automatyce i robotyce

Badanie trójfazowych maszyn indukcyjnych: silnik klatkowy, silnik pierścieniowy

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

Mikrosilniki prądu stałego cz. 2

1. Transformata Laplace a przypomnienie

Regulator P (proporcjonalny)

Wykaz ważniejszych oznaczeń Podstawowe informacje o napędzie z silnikami bezszczotkowymi... 13

SPIS TREŚCI PRZEDMOWA WYKAZ WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ 1. PODSTAWOWE INFORMACJE O NAPĘDZIE Z SILNIKAMI BEZSZCZOTKOWYMI 1.1. Zasada działania i

Implementacja rozmytych systemów wnioskujących w zdaniach regulacji

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

Opracował: mgr inż. Marcin Wieczorek

BADANIE SILNIKA WYKONAWCZEGO PRĄDU STAŁEGO

9. Napęd elektryczny test

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

Badanie kaskadowego układu regulacji na przykładzie serwomechanizmu

Podstawy Informatyki 1. Laboratorium 8

Laboratorium Elektroniki w Budowie Maszyn

Napędy urządzeń mechatronicznych - projektowanie. Ćwiczenie 3 Dobór silnika skokowego do pracy w obszarze rozruchowym

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

Napędy urządzeń mechatronicznych

Sposoby modelowania układów dynamicznych. Pytania

PRZED PRZYSTĄPIENIEM DO ZAJĘĆ PROSZĘ O BARDZO DOKŁADNE

ELEMENTY AUTOMATYKI PRACA W PROGRAMIE SIMULINK 2013

KARTA MODUŁU KSZTAŁCENIA

Badanie napędu z silnikiem bezszczotkowym prądu stałego

Maszyna indukcyjna jest prądnicą, jeżeli prędkość wirnika jest większa od prędkości synchronicznej, czyli n > n 1 (s < 0).

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

Automatyka i sterowania

REGULATORY W UKŁADACH REGULACJI AUTOMATYCZNEJ

Sterowanie układem zawieszenia magnetycznego

Mikrosilniki prądu stałego cz. 1

Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, Zakład Energoelektroniki i Sterowania Laboratorium energoelektroniki

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

Proste układy wykonawcze

Modelowanie Systemów Dynamicznych Studia zaoczne, Automatyka i Robotyka, rok II. Podstawy SIMULINKA

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 18/11. JANUSZ URBAŃSKI, Lublin, PL WUP 10/14. rzecz. pat.

PROGRAMY I WYMAGANIA TEORETYCZNE DO ĆWICZEŃ W LABORATORIUM NAPĘDOWYM DLA STUDIÓW DZIENNYCH, WYDZIAŁU ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI.

Rys.1. Zasada eliminacji drgań. Odpowiedź impulsowa obiektu na obiektu impuls A1 (niebieska), A2 (czerwona) i ich sumę (czarna ze znacznikiem).

MATERIAŁY I KONSTRUKCJE INTELIGENTNE Laboratorium. Ćwiczenie 2

Rozwój sterowania prędkością silnika indukcyjnego trójfazowego

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

bieguny główne z uzwojeniem wzbudzającym (3), bieguny pomocnicze (komutacyjne) (5), tarcze łożyskowe, trzymadła szczotkowe.

Napędy z silnikiem prądu stałego: obcowzbudnym i z magnesami trwałymi.

12.1. Schemat blokowy stanowiska doświadczalnego dla badania możliwości sterowania silnikami elektrycznymi różnych typów przez sieć TCP/IP Ethernet

Ćwiczenie: "Silnik indukcyjny"

Symulacja pracy silnika prądu stałego

Silnik indukcyjny - historia

LABORATORIUM MODELOWANIA I SYMULACJI

Technika regulacji automatycznej

Trójfazowe silniki indukcyjne. 1. Wyznaczenie charakterystyk rozruchowych prądu stojana i momentu:

Ćwiczenie EA1 Silniki wykonawcze prądu stałego

Eliminacja drgań w układach o słabym tłumieniu przy zastosowaniu filtru wejściowego (Input Shaping Filter)

Ćwiczenie 3 Falownik

SILNIK INDUKCYJNY KLATKOWY

Automatyka i sterowanie w gazownictwie Modelowanie

Napędy wektorowe ANSALDO alternatywa dla silników prądu stałego

UWAGA. Program i przebieg ćwiczenia:

Transkrypt:

Laboratorium Inteligentnych Systemów Sterowania Mariusz Nowak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska ver. 200.04-0 Poznań, 2009-200

Spis treści. Układ regulacji automatycznej z regulatorami klasycznymi typu P, PI i PID... 3.. URA z regulatorem typu P... 3.2. URA z regulatorem typu PI... 4.3. URA z regulatorem typu PID... 4 2. Model matematyczny silnika prądu stałego... 5 2.. Parametry elektryczne... 5 2.2. Parametry mechaniczne... 6 2.3. Układ równań różniczkowych modelu silnika... 7 2.4. Schemat blokowy silnika... 8 3. Układ regulacji automatycznej z regulatorami dyskretnymi... 9 3.. Ekstrapolator zerowego rzędu... 9 3.2. Transmitancja dyskretna... 9 3.3. Przekształcenie Z... 0 3.4. Transmitancje klasycznych regulatorów dyskretnych... 0 Spis rysunków Rysunek. URA z regulatorem typu P i obiektem inercyjnym... 3 Rysunek 2 URA z regulatorem typu PI i obiektem inercyjnym... 4 Rysunek 3 URA z regulatorem typu PID i obiektem inercyjnym... 4 Rysunek 4. Schemat blokowy silnika prądu stałego... 8 Rysunek 5. Schemat blokowy silnika w Matlabie Simulinku... 8 Rysunek 6 Schemat blokowy URA w Matlabie Simulinku... 9 M. Nowak Strona 2

. Układ regulacji automatycznej z regulatorami klasycznymi typu P, PI i PID Sygnał sterujący regulatora PID można wyrazić wzorem: Transmitancja operatorowa regulatora PID przyjmuje postać:.. URA z regulatorem typu P Skok jednostkowy Kp Regulator typu P K T.s+ Obiekt inercyjny Scope wyniki_p.mat To File Signal Constraint Rysunek. URA z regulatorem typu P i obiektem inercyjnym M. Nowak Strona 3

.2. URA z regulatorem typu PI Skok jednostkowy Kp P /Ti I s I Add K T.s+ Obiekt inercyjny Scope wyniki_pi.mat To File Signal Constraint Rysunek 2 URA z regulatorem typu PI i obiektem inercyjnym.3. URA z regulatorem typu PID Skok jednostkowy Kp P /Ti I Td s I du/dt Add K T.s+ Obiekt inercyjny Scope wyniki_pid.mat D D To File Signal Constraint Rysunek 3 URA z regulatorem typu PID i obiektem inercyjnym M. Nowak Strona 4

2. Model matematyczny silnika prądu stałego Model silnika zależność między napięciem zasilającym U z a prędkością kątową wirnika ω s. Rysunek 4 Schemat zastępczy obwodu wirnika silnika prądu stałego Należy rozważyć elektryczne i mechaniczne parametry obwodu wirnika poprzez zdefiniowanie dwóch równań modelujących działanie silnika. 2.. Parametry elektryczne Wielkości elektryczne: U z i w R w L w E ω s napięcie zasilające wirnik, prąd płynący w uzwojeniach wirnika, rezystancja zastępcza uzwojeń wirnika, indukcyjność zastępcza uzwojeń wirnika, sem indukcji, prędkość kątowa wirnika. Równanie elektryczne silnika: M. Nowak Strona 5

2.2. Parametry mechaniczne Wielkości mechaniczne: M s moment obrotowy wirnika, ω s prędkość kątowa wirnika, B współczynnik tarcia lepkiego zredukowany do wału wirnika, J moment bezwładności zredukowany do wału wirnika, i w prąd płynący w uzwojeniach wirnika, M obc stały moment obciążenia silnika, k m stała mechaniczna Równanie momentu obrotowego silnika: M. Nowak Strona 6

2.3. Układ równań różniczkowych modelu silnika Po przekształceniach: Po przekształceniu Laplace a otrzymujemy: Po dalszych przekształceniach otrzymujemy: M. Nowak Strona 7

2.4. Schemat blokowy silnika M obc (s) U z (s) I w (s) M s (s) Ω s (s) E(s) Część elektryczna Część mechaniczna Rysunek 4. Schemat blokowy silnika prądu stałego Signal Generator oscyloskop In Lw.s+Rw Transmitancja części elektrycznej km stała mechaniczna Add J.s+B Transmitancja części mechanicznej Out ke stała elektryczna Rysunek 5. Schemat blokowy silnika w Matlabie Simulinku Parametry elektryczne i mechaniczne silnika: Rw = 2 Lw = 0.5 km = 0. J = 0.02 B = 0.2 ke = 0. M. Nowak Strona 8

w wartosc zadana u()*((2*pi )/60 ) obr /min -> rad /sek PID regulator In Out model silnika u()*(60 /(2*pi )) rad /sek -> obr /min oscyloskop u To Workspace oscyloskop e To Workspace w To Workspace2 y To Workspace3 Rysunek 6 Schemat blokowy URA w Matlabie Simulinku 3. Układ regulacji automatycznej z regulatorami dyskretnymi 3.. Ekstrapolator zerowego rzędu Element formujący: Sine Wave Zero -Order Hold Scope 3.2. Transmitancja dyskretna M. Nowak Strona 9

3.3. Przekształcenie Z %% definicja obiektu - transmitancja operatorowa G=tf([2],[0 ]); %% przejście na dziedzinę dyskretną Ts=0.; G2=c2d(G,Ts); 3.4. Transmitancje klasycznych regulatorów dyskretnych Algorytm pozycyjny z całkowaniem metodą prostokątów sposobem różnic wstecznych: Algorytm przyrostowy (prędkościowy): Transmitancja dyskretnego regulatora PID: M. Nowak Strona 0

gdzie: M. Nowak Strona