POLITECHNIKA LUBELSKA			LABORATORIUM PODSTAW AUTOMATYKI
Imię i nazwisko: Grzegorz Grochowski Baran Adam Cieszko Radomir Drzazga Jarosław					Grupa: ED. 6.1	Rok akadem. : 1996/97
Data: 21.05.97	Nr ćwiczenia: 9	Ocena:		Temat: Analiza nieliniowego układu automatycznej regulacji - dwupołożeniowa regulacja temperatury

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest poznanie właściwości nieliniowych układów regulacji automatycznej na przykładzie dwupołożeniowej regulacji temperatury.

Wprowadzenie.

Zadaniem układu regulacji temperatury jest utrzymanie zadanej temperatury obiektu cieplnego w warunkach ciągle zmieniających się zakłóceń. W przypadku np. pieca elektrycznego dokonuje się to przez włączenie i wyłączenie mocy grzejnej, stąd często stosuje się do regulacji temperatury regulatory dwupołożeniowe.

Przykładowy schemat blokowy prostego układu regulacji wupołożeniowej

Cieplny obiekt regulacji w przybliżeniu uważać można za obiekt liniowy, którego odpowiedź na skok jednostkowy ma charakter inercyjny z czasem opóźnienia. (Wykres 1)

Obiekt regulacji może być opisany transmitancją operatorową postaci:

T_o-czas opóźnienia (czas martwy, opóźnienie transportowe) wynikający ze skończonego czasu transportu ciepła od elementów grzejnych do punktu pomiarowego.

T_ob- zastępcza stała czasowa obiektu (uwzględnia stałe czasowe poszczególnych elementów obiektu takich jak: elementy grzejne, izolacja cieplna, wsad itp.)

k_pb - współczynnik wzmocnienia obiektu.

Stała czasowa zależy od pojemności cieplnej komory grzejnej obiektu oraz powierzchni oddawania ciepła. Współczynnik wzmocnienia determinuje maksymalną temperaturę możliwą do osiągnięcia w obiekcie i jest zależny od mocy grzejnej i od strat ciepła.

Wykonanie ćwiczenia.

1. Identyfikacja obiektu cieplnego.

W celu określenia transmitancji obiektu przeprowadziliśmy eksperyment polegający na pomiarze zmian temperatury w czasie po skokowym włączeniu mocy grzejnej. Otrzymaliśmy następujące wyniki . Tabela 1. i Wykres1.

t	T
min	^oC
0.5	25
1	27
2	31
3	42
4	56
5	75
6	92
7	111
8	130
9	146
10	160
11	174
12	186
13	197

T_o­ ≈ 2 min

T_ob ≈10 min

Badanie układów regulacji temperatury.

W czasie ćwiczenia zarejestrowaliśmy przebieg zmian temperatury w układzie z termometrem kontaktowym oraz regulatorem RE dal różnych wartości temperatury. W celu przyspieszenia wykonywania pomiarów badania przeprowadziliśmy dla obiektu z wentylatorem i jednoczesnym otwarciu drzwiczek

Układ z termometrem kontaktowym

t	T
min	^oC
1	38
2	40
3	45
4	53
5	66
6	72
7	74
8	69
9	66
10	61
11	57
12	53
13	50
14	52
15	54

Dla t = 4 min nastąpiło włączenie się wiatraczka - wyłączenie grzałki.

Dla t = 13 min nastąpiło wyłączenie się wiatraczka - włączenie grzałki.

Dla t = 15 min nastąpiło włączenie się wiatraczka - wyłączenie grzałki.

T_ust = 60 ^oC , DT = 12 ^oC

Układ z regulatorem elektronicznym RE - 7.

t	T
min	^oC
0	50
1	48
2	49
3	54
4	58
5	58
6	59
7	58
8	59
9	59
10	61
11	60
12	60

Dla t = 6 min nastąpiło wyłączenie się wiatraczka - włączenie grzałki

Dla t = 13 min nastąpiło włączenie się wiatraczka - wyłączenie grzałki

T_ust = 60 ^oC

DT = 5 ^oC

1.Na podstawie otrzymanych wykresów można stwierdzić układ z termometrem kontaktowym charakteryzował się gorszymi parametrami niż układ z regulatorem elektronicznym RE - 7. Układ pierwszy miał większą amplitudę oscylacji w porównaniu z drugim. Charakteryzował się też większym opóźnieniem czasowym po wyłączeniu grzałki i włączeniu wiatraczka oraz otwarciu drzwiczek. Układ pierwszy miał większą częstotliwość oscylacji temperatury.

2.Dokładniejsze określenie parametrów było niemożliwe, z powodu zbyt krótkiego czasu pomiaru w porównaniu z czasami grzania i chłodzenia . Nie można było zaobserwować pełnego okresu oscylacji temperatury i określenia czasów oraz wartości średniej.

---