Laboratorium Pomiarów i Automatyki w Inżynierii Chemicznej Regulacja Ciągła

Podobne dokumenty
(Wszystkie wyniki zapisywać na dysku Dane E:)

(Wszystkie wyniki zapisywać na dysku Dane E:)

Symulator układu regulacji automatycznej z samonastrajającym regulatorem PID

UWAGA 2. Wszystkie wyniki zapisywać na dysku Dane E: (dotyczy symulacji i pomiarów rzeczywistych)

AUTOMATYKA I STEROWANIE W CHŁODNICTWIE, KLIMATYZACJI I OGRZEWNICTWIE L3 STEROWANIE INWERTEROWYM URZĄDZENIEM CHŁODNICZYM W TRYBIE PD ORAZ PID

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

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

TRANZYSTOR BIPOLARNY CHARAKTERYSTYKI STATYCZNE

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

WYZNACZENIE CHARAKTERYSTYK DYNAMICZNYCH PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

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

WSPOMAGANE KOMPUTEROWO POMIARY CZĘSTOTLIWOŚCI CHWILOWEJ SYGNAŁÓW IMPULSOWYCH

Rozwiązywanie zadań optymalizacji w środowisku programu MATLAB

Laboratorium z Podstaw Automatyki. Laboratorium nr 4. Działanie układu automatycznej regulacji. Rodzaje regulatorów.

Automatyka i robotyka ETP2005L. Laboratorium semestr zimowy

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

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

1. Regulatory ciągłe liniowe.

KURS STATYSTYKA. Lekcja 6 Regresja i linie regresji ZADANIE DOMOWE. Strona 1

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

SZACOWANIE NIEPEWNOŚCI POMIARU METODĄ PROPAGACJI ROZKŁADÓW

BADANIE STATYCZNYCH WŁAŚCIWOŚCI PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

Zastosowanie algorytmu z wykładniczym zapominaniem do korekcji dynamicznej metodą w ciemno

INSTRUKCJA Regulacja PID, badanie stabilności układów automatyki

SPRAWDZANIE PRAWA MALUSA

UWAGA. Program i przebieg ćwiczenia:

) będą niezależnymi zmiennymi losowymi o tym samym rozkładzie normalnym z następującymi parametrami: nieznaną wartością 1 4

Automatyka i Regulacja Automatyczna Laboratorium Zagadnienia Seria II

1. SPRAWDZENIE WYSTEPOWANIA RYZYKA KONDENSACJI POWIERZCHNIOWEJ ORAZ KONDENSACJI MIĘDZYWARSTWOWEJ W ŚCIANIE ZEWNĘTRZNEJ

METODA UNITARYZACJI ZEROWANEJ Porównanie obiektów przy ocenie wielokryterialnej. Ranking obiektów.

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

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

7.2.2 Zadania rozwiązane

Sprawozdanie powinno zawierać:

3. ŁUK ELEKTRYCZNY PRĄDU STAŁEGO I PRZEMIENNEGO

Grupa: Elektrotechnika, wersja z dn Studia stacjonarne, II stopień, sem.1 Laboratorium Techniki Świetlnej

ELEMENTY AUTOMATYKI PRACA W PROGRAMIE SIMULINK 2013

STEROWANIE MASZYN I URZĄDZEŃ I. Laboratorium. 8. Układy ciągłe. Regulator PID

Ćwiczenie 2. Parametry statyczne tranzystorów bipolarnych

WYZNACZANIE PRZYSPIESZENIA ZIEMSKIEGO ZA POMOCĄ WAHADŁA RÓŻNICOWEGO

Studia stacjonarne, II stopień, sem.1 Laboratorium Techniki Świetlnej

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

Regulator PID w sterownikach programowalnych GE Fanuc

1. Wstęp. Grupa: Elektrotechnika, wersja z dn Studia stacjonarne, II stopień, sem.1 Laboratorium Techniki Świetlnej

Regulator P (proporcjonalny)

Automatyka i sterowanie w gazownictwie. Regulatory w układach regulacji

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA AUTOMATYKI I ELEKTRONIKI. Badanie układu regulacji dwustawnej

Regulator PID w sterownikach programowalnych GE Fanuc

(Wszystkie wyniki zapisywać na dysku Dane E:)

Pomiary parametrów akustycznych wnętrz.

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

WikiWS For Business Sharks

REGULATORY W UKŁADACH REGULACJI AUTOMATYCZNEJ

1. Wstęp. Grupa: Elektrotechnika, wersja z dn Studia stacjonarne, II stopień, sem.1 Laboratorium Techniki Świetlnej

Natalia Nehrebecka. Zajęcia 3

RUCH OBROTOWY Można opisać ruch obrotowy ze stałym przyspieszeniem ε poprzez analogię do ruchu postępowego jednostajnie zmiennego.

Stanisław Cichocki. Natalia Nehrebecka Katarzyna Rosiak-Lada. Zajęcia 3

METODY PLANOWANIA EKSPERYMENTÓW. dr hab. inż. Mariusz B. Bogacki

Wyznaczanie współczynnika sztywności zastępczej układu sprężyn

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

BADANIA OPERACYJNE. Podejmowanie decyzji w warunkach niepewności. dr Adam Sojda

Zadanie 2. Dany jest szereg rozdzielczy przedziałowy, wyznaczyć następujące miary: wariancja, odchylenie standardowe

Współczynnik przenikania ciepła U v. 4.00

Instrukcja do ćwiczenia 6 REGULACJA TRÓJPOŁOŻENIOWA

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

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

XXX OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP III Zadanie doświadczalne

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

Laboratorium z podstaw automatyki

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

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

Laboratorium elementów automatyki i pomiarów w technologii chemicznej

Automatyka i sterowania

Stanisław Cichocki. Natalia Nehrebecka. Wykład 6

KOMPUTEROWY MODEL UKŁADU STEROWANIA MIKROKLIMATEM W PRZECHOWALNI JABŁEK

Pracownia Automatyki i Elektrotechniki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 3. Analiza obwodów RLC przy wymuszeniach sinusoidalnych w stanie ustalonym

(Wszystkie wyniki zapisywać na dysku Dane E:)

Laboratorium ochrony danych

Analiza danych OGÓLNY SCHEMAT. Dane treningowe (znana decyzja) Klasyfikator. Dane testowe (znana decyzja)

PODSTAWY AUTOMATYKI I MIERNICTWA PRZEMYSŁOWEGO Laboratorium 3 Regulatory PID i ich strojenie, Regulacja dwupołożeniowa

Obiekt. Obiekt sterowania obiekt, który realizuje proces (zaplanowany).

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

5. CHARAKTERYSTYKI CZĘSTOTLIWOŚCIOWE

STATECZNOŚĆ SKARP. α - kąt nachylenia skarpy [ o ], φ - kąt tarcia wewnętrznego gruntu [ o ],

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

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W PILE INSTYTUT POLITECHNICZNY. Zakład Budowy i Eksploatacji Maszyn PRACOWNIA TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ INSTRUKCJA

Statystyka Inżynierska

Dobór typu regulatora i jego nastaw w procesie syntezy układu regulacji automatycznej Ćwiczenia Laboratoryjne Podstawy Automatyki i Robotyki

1. POJĘCIA PODSTAWOWE I RODZAJE UKŁADÓW AUTOMATYKI

Automatyka w inżynierii środowiska. Wykład 1

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

Realizacje regulatorów PID w sterownikach PLC Siemens S7-1200

EUROELEKTRA. Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej. Rok szkolny 2013/2014

Zaliczenie - zagadnienia (aktualizacja )

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

11. Dobór rodzaju, algorytmu i nastaw regulatora

Weryfikacja hipotez dla wielu populacji

Spis treści. Dzień 1. I Elementy układu automatycznej regulacji (wersja 1109) II Rodzaje regulatorów i struktur regulacji (wersja 1109)


KURS STATYSTYKA. Lekcja 1 Statystyka opisowa ZADANIE DOMOWE. Strona 1

Transkrypt:

Zakład Wydzałowy Inżyner Bomedycznej Pomarowej Laboratorum Pomarów Automatyk w Inżyner Chemcznej Regulacja Cągła Wrocław 2005

. Mary jakośc regulacj automatycznej. Regulacja automatyczna polega na oddzaływanu na proces technologczny (ekt regulacj) aby przebeg procesu merzony przebegem wartośc welkośc regulowanej, był zgodny z przebegem założonym. Oddzaływane realzuje urządzene technczne zwane regulatorem. Regulator na podstawe różncy (uchybu regulacj ε) pomędzy wartoścą welkośc określającej stan procesu a wartoścą zadaną tej welkośc generuje sygnał sterujący dla ektu o wartośc zależnej równeż od szybkośc zman stanu procesu występujących zakłóceń. Rys. Struktura układu regulacj automatycznej. W pracach projektowych najczęścej przyjmuje sę uproszczene, że zakłócena z( oddzałują na welkość wyjścową ektu w sposób addytywny z(+ (rys. 6). Istotnym zadanem jest dór rodzaju regulatora do właścwośc dynamcznych ektu a w dalszej częśc dór nastaw (parametrów) regulatora, tak aby przebeg procesu regulacj był zgodny z założenam. Ocenę jakośc procesu regulacj przeprowadza sę w oparcu o pewne wskaźnk: czas regulacj t r, jest to czas po którym uchyb regulacj ε( ne przekracza 5% wartośc ε ust, maksymalny uchyb regulacj ε ust, przeregulowane κ. Wartośc tych wskaźnków wyznacza sę w oparcu o zarejestrowaną odpowedź układu na skokową zmanę zakłócena dzałającego na ekt regulacj lub skokową zmanę wartośc zadanej.

Rys.2 Wyznaczane wskaźnków jakośc regulacj. Określene, który wskaźnk jest najstotnejszy w ocene zależy od konkretnych zastosowań układu regulacj w procesach technologcznych. 2. Regulacja cągła Dór rodzaju regulacj automatycznej do ektu (procesu) pownen być poprzedzony wyznaczenem jego charakterystyk dynamcznej. Najczęścej spotykane ekty to ekty ceplne, mechanczne ( suszark, pece, ultratermostaty, pomeszczena klmatyzowane, wrówk, pojazdy tp.), które mają charakter członów nercyjnych perwszego lub wyższych rzędów, a dla celów projektowych można zastosować uproszczene przypsując m łańcuchowe połączene członu nercyjnego perwszego rzędu członu opóźnającego. Dór parametrów 0, T 0, członów zastępczych przeprowadza sę na podstawe analzy odpowedz ektu na pudzene skokowe u ( = A( Rys.3 Zasada przyblżana odpowedz skokowej ektu nercyjnego wyższego rzędu charakterystyką członu nercyjnego I-go rzędu o stałej czasowej wzmocnenu 0 połączonego łańcuchowo z członem opóźnającym o opóźnenu T 0.

Praktyczne krytera doru rodzaju regulacj do ektu scharakteryzowanego czasem opóźnena (czasem martwym) T 0 stałą czasową zakładają że stosuje sę: T regulację dwupołożenową jeżel 0 < 0. 2, T regulację cągłą jeżel 0.2 0, regulację krokowo-mpulsową jeżel T < 0 Zadane przyblżana charakterystyk dynamcznych można przeprowadzć analtyczne, można też zrealzować eksperymentalne korzystając np. z paketu Smulnk programu Matlab podczas eksperymentu porównywana odpowedz skokowej modelu ektu (człon nercyjny n-tego rzędu) przyblżonego modelu w postac łańcuchowego połączena członów opóźnającego nercyjnego -go rzędu. Ocena jakośc dopasowana odbywa sę na podstawe porównana zarejestrowanych odpowedz skokowych za pomocą rejestratora (rys.4) 0 Skok 3s+ Człon Inerc. 5s+ Cłon Inerc. 2 7s+ Człon Inerc.3 Rejest Człon s+ Człon Inerc Opóźn Rys. 4 Struktura przykładowa umożlwająca porównane odpowedz skokowej ektu: człon nercyjny 3-go rzędu (kolor żółty) z odpowedzą skokową modelu przyblżającego: łańcuchowe połączene członu opóźnającego członu nercyjnego -go rzędu (kolor nebesk). y0 Zadajnk Sum PID Regulator PID z Aproksymacją Różnczkowa Obekt-opóź s+ Obekt-nercja Scope2 Rys. 5 Struktura umożlwająca badane stanu przejścowego w układze regulacj automatycznej typu P,PI,PID, bez ecnośc zakłóceń dla ektu nercyjnego -go rzędu z opóźnenem.

y 0 Zadajnk Sum PID Regulator PID z aproksymacją różnczkow s+ Obekt-opóź Obekt-nercja Sum Scope2 Generator zakłóceń Rys.6 Struktura umożlwająca badane stanu przejścowego w układze regulacj automatycznej typu P,PI,PID, z ecnoścą zakłóceń dla ektu nercyjnego -go rzędu z opóźnenem. Genera Generator sygnałowy Sum PID Regulator PID Obekt opóźnene s+ Obekt nercja Scope2 Rys.7 Struktura umożlwająca badane zachowana sę ektu w odpowedz na programowaną (przebeg: płokształtny, prostokątny, snusodalny) zmanę wartośc zadanej 3. Dór nastaw regulatora Aby uzyskać przebeg regulacj spełnający wymagana narzucone przez automatyzowany proces technologczny trzeba drać nastawy regulatora tak aby odchyłka regulacj ε( zmenała sę zgodne z założonym parametram. Do parametrów określających bezpośredne cechy przebegu odchyłk przede wszystkm należą: czas regulacj t r a węc czas, po którym odchyłka jest mnejsza od dopuszczalnej, maksymalna odchyłka chwlowa ε max, odchyłka ustalona ε ust utrzymująca sę po ustanu zakłócena, przeregulowane κ (rys.2). Istneją opracowane algorytmy, które dla przyjętych kryterów jakośc, pozwalają drać wstępne nastawy regulatorów. Współczesne, ntelgentne regulatory umożlwają samoczynny dór nastaw regulatora według wybranego przez sługę kryterum.

Tab. Dór nastaw regulatorów cągłych ( p - wzmocnene; T - czas całkowana; T d czas różnczkowana) dla ektów statycznych o wzmocnenu ; czase opóźnena T 0 ; stałej czasowej, przy założenu mnmalnego czasu regulacj t r dwóch wartoścach Typ Reg ulato ra przeregulowana. (Poradnk nżynera automatyka, WNT Warszawa 995.) Przeregulowane 0%, mnmum t r Przeregulowane 20%, mnmum t r t r T 0 P 4.5 PI 8 PID 5.5 Nastawy t r T 0 0.3 P T0 OB 6.5 0.6 T p =0.8T 0 +0.5 0 2 0.95 T p =2.4T 0,T d =0.4T 0 0 Nastawy.0 = p T0 0.7 = T, T p =T 0 +0.3 0.2 = T, T p =2.0T 0,T d =0.4T 0 0 Dane w tabel wyznaczone zostały dla następującej funkcj przetwarzana regulatora: dε ( yr ( = p{ ε ( + Td + ε ( } T 4. Program ćwczena 4. Dla ektu nercyjnego wyższego rzędu (np. peca, czujnka) o modelu zadanym przez prowadzącego drać eksperymentalne model przyblżony w postac łańcuchowego połączena członu opóźnającego członu nercyjnego perwszego rzędu wyznaczyć parametry zgodne z modelem przedstawonym na rys. 3. 4.2 Dla ektu z pkt. 4. zaprogramować układ regulacj cągłej PID o stałej wartośczadanej y 0 (uzgodnonej z prowadzącym) bez ecnośc zakłóceń (rys.5). zarejestrować przebeg czasowe: - odpowedz ektu, - odchyłk regulacj, - sygnału na wyjścu regulatora. Wyznaczyć lczbowe wartośc czasu regulacj t r, przeregulowana κ, odchyłk statycznej ε ust. Badana przeprowadzć dla różnych nastaw regulatorów P, PI, PID, określć wartośc nastaw przy których układ regulacj przestaje być stablny. Uwag a!!! nastawy regulatora PID w pakece Smulnk, p zdefnowane są następująco: I =, P= p, D= T d p T 4.3 Do struktury z pkt. 4.2 włączyć generator zakłócający (rys.6). Dla uprzedno wybranych nastaw regulatorów przeprowadzć badana wpływu zakłóceń. Wartośc średne warancje zakłóceń derać ze zboru: [ 0; 0.05y 0 ; 0.y 0 ; 0.2y 0 ] Porównać uzyskane wynk z wynkam z zad. 4.2. 4.4 Drać optymalne warunk nastaw regulatora przeprowadzć proces regulacj, stałowartoścowej dla regulatora P oraz PI, porównać uzyskane wynk z wynkam z poprzednch zadań. 4.5 Dla optymalnych nastaw regulatora przeprowadzć symulację regulacj przy

programowej zmane wartośc zadanej y 0, bez ecnośc zakłóceń, (rys. 7). Zalecany wybór płokształtnego przebegu y 0. 5.Lteratura uzupełnająca [] S. Węgrzyn, Podstawy automatyk, PWN Warszawa. [2] ostro, Automatyka w pytanach odpowedzach, WNT Warszawa 990 [3] Praca zborowa, Poradnk nżynera Automatyka. WNT, Warszawa 973. [4] Notatk z wykładu Podstawowe lnowe człony dynamczne. Poneważ w programe ćwczena przewdzano korzystane z model opsywanych z zastosowanem przekształcena Laplace a ponżej zameszczono zestawene opsów matematycznych tych model. Człon proporcjonalny = = Człon nercyjny perwszego rzędu d + = ( ) u s s + Człon całkujący = T = T s Człon całkujący rzeczywsty Człon różnczkujący Człon różnczkujący rzeczywsty Człon opóźnający d + = T = T s( s + ) = T d = T d d s d + = T Td s = s + d d

= t-t 0 ) sto = e Regulator PID dε ( yr ( = p{ ε ( + Td + ε ( } T yr ( = p{ + Td s + } ε ( T s Regulator PID stosowany w pakece Smulnk programu Matlab zawera składową nercyjną w bloku odpowadającym za różnczkowane sygnału odchyłk ε( Poszczególne nastawy do poprzedno sformułowanego opsu zdefnowane są następująco: p I =, P= p, D= T d p T Transmtancja tego regulatora ma postać: y R ( Ds = P + + I ε ( / Ns + s P Proporcjonalna Wejśce ε I s Całkująca Sum Wyjśce yr Ds /Ns+ Różnczkująca Rys.8 Struktura regulatora PID wykorzystywanego w ćwczenu jego tablca nastaw.