Instytut Metrologii, Elektroniki i Automatyki
Laboratorium:		Podstawy Automatyki i Sterowania
Temat ćwiczenia:		Identyfikacja obiektów dynamicznych
Data wykonania:		25.03.2012	Data zaliczenia:	03.06.2012
kierunek, semestr: grupa: sekcja:		Elektrotechnika, sem.VI 2 4	Imiona i nazwiska:	Oceny:
						1.Krinke Damian 2.Laskowski Krzysztof 3.Nandzik Paweł 4.Wierzbowski Paweł

1. Cel ćwiczenia i sposób wykonania

Podczas ćwiczenia naszym zadaniem było zbadanie zadanych obiektów. Badania polegały na zarejestrowaniu odpowiedzi skokowej i charakterystyki częstotliwościowej dla każdego z obiektów. Celem wykonania tego sprawozdania było sporządzenie charakterystyk na podstawie pozyskanych serii pomiarów oraz określenie typów badanych obiektów i wartości, które je opisują.

Wykorzystywane stanowisko badawcze było w pełni zautomatyzowane nasza praca ograniczała się do przełączania obiektów i nastaw częstości próbkowania.

2. Opis stanowiska

Schemat układu pomiarowego:

3. Analiza pomiarów obiektów dynamicznych

Metoda inżynierska

Najbardziej dokładną ze znanych nam metod analizy odpowiedzi skokowych obiektów 1 i 2 rzędu jest utworzenie funkcji

Dla idealnego obiektu 1 rzędu funkcja ta była by linią prostą. W rzeczywistości tak nie jest i otrzymaną funkcję należy aproksymować i na podstawie wzoru prostej aproksymującej wyznaczyć szukane wartości według poniższych wzorów:

Aproksymacja przeprowadzona została przy pomocy programu Microsoft Excel

Metoda techniczna

Jest metodą znacznie prostszą i mniej dokładną, ale za to szybszą, polegającą na wyznaczeniu stycznej do wykresu odpowiedzi obiektu np. przy pomocy programu Microsoft Excel. Na podstawie jej wzoru możemy obliczyć interesujące nas parametry.

3.1 Obiekt 1

Identyfikacja: Obiekt inercyjny pierwszego rzędu

Obliczenie częstotliwości granicznej na podstawie charakterystyki częstotliwościowej, gdy amplituda spada o
:

3.2 Obiekt 2

Identyfikacja: Obiekt inercyjny drugiego rzędu

Częstotliwość graniczna, gdy amplituda spada o
:

3.3 Obiekt 3

Identyfikacja: metoda techniczną obiekt inercyjny 1-go rzędu

metoda inżynierską obiekt inercyjny 2-go rzędu

Częstotliwość graniczna, gdy amplituda spada o
:

3.4 Obiekt 4

Identyfikacja: Obiekt inercyjny drugiego rzędu

Częstotliwość graniczna, gdy amplituda spada o
:

3.5 Obiekt 5 - Analiza obiektów oscylacyjnych:

Badania obiektu oscylacyjnego przeprowadziliśmy przy różnych nastawach współczynnika tłumienia zmienianego przy pomocy potencjometru.

Częstotliwość oscylacji

3.6 Obiekt cieplny

Wnioski:

● Za pomocą uzyskanych parametrów obiektów możemy z pewnym przybliżeniem zamodelować je przy użyciu programów typu Matlab lub dobrać do nich odpowiedni układ regulator. Dla obiektu trzeciego zidentyfikowanych metodą techniczną jako pierwszego rzędu podstawiliśmy uzyskane parametry do wzoru:

Uzyskane charakterystyki odbiegały od zmierzonej. Oznacza to, że w rzeczywistości jest on obiektem wyższego rzędu, co wykazało zastosowanie dokładniejszej metody inżynierskiej. W wielu jednak przypadkach takie przybliżenie jest wystarczające.

● Największe różnice w uzyskanych parametrach metoda techniczną i inżynierską dotyczyły czasu T₂ obiektów drugiego rzędu szczególnie, gdy jego wartość była niewielka. Wynika to z małej skali wykresu i błędu obserwatora.

● Dla obiektu oscylacyjnego zwiększanie współczynnika tłumienia skraca czas trwania oscylacji i tylko w bardzo niewielkim stopniu wpływa na częstotliwość graniczną obiektu. W obszarze częstotliwości granicznej i przy niewielkim współczynniku tłumienia obiekt oscylacyjny wykazywał tendencję do wzmacniania sygnału.

Laboratorium Automatyki - Identyfikacja obiektów dynamicznych 11

---