dr inż. Andrzej Kwapisz
PODSTAWY AUTOMATYKI
Laboratorium
STROJENIE REGULATORÓW TYPU PID
W skład układu regulacji z zamkniętą pętlą sprzężenia zwrotnego wchodzą
następujące elementy: obiekt regulacji i regulator typu PID. Transmitancja
obiektu oznaczona jest jako G
O
(s), natomiast transmitancja regulatora opisana
jest jako G
R
(s). Należy dobrać nastawy poszczególnych członów dla różnych
typów regulatorów według określonych kryteriów.
Transmitancja obiektu wynosi:
G
O
(
s)=
K
(
1+s⋅T
1
)⋅(
1+s⋅T
2
)⋅(
1+s⋅T
3
)
,
gdzie:
T
1
=
0,3⋅
NG
LI
,
T
2
=
0,004⋅
NK
LN
,
T
3
=
0,07⋅
LI+LN
LI⋅LN
,
K =
{
1 dla grup nieparzystych
2 dla grup parzystych
}
,
NG – numer grupy (A=1,...G=8),
NK – numer komputera,
LI – liczba liter w imieniu,
LN – liczba liter w nazwisku.
Transmitancja regulatora określona jest dla dwóch rodzajów konstrukcji
regulatora:
•
konstrukcja równoległa:
G
R1
(
s)=K
P
+
1
s⋅T
i
+
s⋅T
d
,
•
konstrukcja szeregowo-równoległa:
G
R2
(
s)=K
P
⋅
(
1+
1
s⋅T
i
+
s⋅T
d
)
.
Zadania szczegółowe
1. Dobrać parametry nastaw dla obu typów regulatora PID według kryteriów:
•
metoda oscylacyjna Zigler'a-Nichols'a,
•
metoda odpowiedzi skokowej Zigler'a-Nichols'a,
•
metoda Cohen'a-Coon'a,
•
metoda dwóch punktów 10-90%.
3. Zamieścić tabele nastaw parametrów regulatora dla wszystkich metod oraz
następujących typów regulatorów P, PI, PID.
4. Ocenić wpływ konstrukcji regulatora PID na jakość regulacji (należy wybrać
jeden z typów regulatora do dalszych badań).
5. Dla wybranego regulatora obliczyć parametry nastaw dla metody
„bez przeregulowań” i „niewielkich przeregulowań”.
6. Zamieścić na wykresie przebiegi odpowiedzi układu regulacji y(t) i przebiegi
uchybów e(t) dla każdego z znalizowanych przypadków. Na wykresie
uchybów zaznaczyć wartość uchybu ustalonego De = 2%.
7. Zestawić w tabeli wartości wielkości charakteryzujących jakość regulacji
odczytane z wykresów dla każdego z przypadków.
8. Ocenić jakość regulacji według kryteriów graficznych i analitycznych
dla każdej z metod dla wybranego rodzaju regulatora.
9. Dla wybranych dwóch metod doboru nastaw regulatora porównać wyniki
regulacji (jakość regulacji) dla regulatora P, PI, PID.
10. Wnioski końcowe