Janusz KOWAL

Janusz KOWAL

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza

Hutnicza

Podstawy Automatyki

Wykład 11

Sterowanie cyfrowe

Wykład 11

Wykład 11

S

S

terowanie cyfrowe

terowanie cyfrowe

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

2

Plan wykładu

9

Wprowadzenie do sterowania cyfrowego

9

Schemat układu sterowania cyfrowego

9

Modyfikacje algorytmów

9

Próbkowanie, kwantyzacja, ekstrapolacja sygnału

9

Przykłady zastosowania sterowania cyfrowego

9

Struktury systemów sterowania cyfrowego

9

Podstawowe algorytmy regulacji cyfrowej bezpośredniej

9

Dobór parametrów algorytmów podstawowych

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

3

Wprowadzenie do sterowania cyfrowego

Regulatory analogowe

wytwarzają ciągły w 

czasie sygnał wyjściowy w odpowiedzi na ciągły 
sygnał wejściowy.

Regulatory cyfrowe

przetwarzają sygnał tylko w 

chwilach próbkowania - wytwarzają ciąg czasowy 
sygnałów  wyjściowych. 

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

4

Różnice w sterowaniu cyfrowym
i analogowym

9

wejście regulatora cyfrowego musi być 
skwantowane (konieczne  jest  przekształcenie 
analogowo-cyfrowe, jeżeli sygnał pierwotny jest 
analogowy);

9

obliczenia cyfrowe są wykonywane tylko dla 
dyskretnych chwil czasu zamiast w sposób ciągły 
tak,  że jest potrzebny impulsator po stronie 
wejściowej i ekstrapolator po stronie wyjściowej 
regulatora.

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

5

Sterowanie cyfrowe z impulsatorem
o okresie próbkowania T

Sygnał jest próbkowany w chwilach T przy użyciu 
impulsatorów, natomiast cyfrowy sygnał wyjściowy x

n

jest 

aproksymowany przez ekstrapolator do postaci zbliżonej do 
analogowej.

Algorytm 

regulacji

Algorytm 

regulacji

e

n

x

n

Ekstrapolator

Ekstrapolator

y(t)

–

y

zad

Zadajnik 

analogowy

Zadajnik 

analogowy

Obiekt 

regulacji

Obiekt 

regulacji

x(t)

Filtr 

cyfrowy

Filtr 

cyfrowy

Regulator cyfrowy lub sterownik

y

n

Filtr 

analogowy

Filtr 

analogowy

u

n

T

T

T

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

6

Sterowanie cyfrowe z przetwornikami
C/A i AC

Aby przejść na postać cyfrową sygnału, z którą mamy do 
czynienia w sterowniku, należy przekształcić sygnał z 
postaci analogowej na cyfrowa lub odwrotnie.

Algorytm 

regulacji

Algorytm 

regulacji

e

n

x

n

Przetwornik 

C/A

Przetwornik 

C/A

y(t)

–

y

zad

Zadajnik 

cyfrowy

Zadajnik 

cyfrowy

Obiekt 

regulacji

Obiekt 

regulacji

x(t)

Przetwornik 

A/C

Przetwornik 

A/C

Regulator cyfrowy lub sterownik

próbkowanie i
kwantowanie

y

n

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

7

Sterowanie 

cyfrowe

Przebiegi 
sygnałów

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

8

g

f

T

2

1

≤

Próbkowanie sygnału

9

Zasadniczą sprawą przy próbkowaniu jest 

dokładność, z jaką ciąg otrzymanych wartości 

dyskretnych reprezentuje funkcję ciągłą.

Twierdzenie 

Shannona-Kotielnikowa

o próbkowaniu:

f

g

- maksymalna częstotliwość sygnału 

próbkowanego.

gdzie:

T - czas próbkowania (czas pomiędzy

pobraniem kolejnych próbek),

9

Próbkowanie sygnału polega na określeniu wartości 

amplitudy przebiegu w wybranych chwilach 

czasowych.

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

9

Dobór czasu próbkowania

Wybierając dłuższe okresy próbkowania możemy 
zmniejszyć koszt sterowania oraz powiększyć 
złożoność algorytmów sterowania. Z drugiej strony, 
okres próbkowania musi być dostatecznie krótki, aby 
umożliwić skuteczne sterowanie.

9

dynamika obiektu sterowanego,

9

typy zmian sygnału zadanego,

9

oczekiwane zakłócenia,

9

żądana dobroć regulacji,

9

algorytm sterowania, którego ma się używać.

Na wybór okresu próbkowania wpływają również:

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

10

Kwantyzacja sygnału

9

Kwantyzacja sygnału jest procesem nieliniowym 
polegającym na zastępowaniu zmiennej ciągłej 
zmienną skokową, co w połączeniu z próbkowaniem 
umożliwia 

dyskretyzację

sygnału.

9

W procesie tym przyjmuje się dla sygnału równe skoki 
amplitudy, zwane 

kwantami

. Kolejnym próbkom 

przebiegu są przyporządkowane określone wartości 
poziomów, zwane 

poziomami kwantowania

.

9

Dokładność tego przybliżenia zależy od liczby 
poziomów kwantowania.

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

11

Próbkowanie i kwantyzacja sygnału

sygnał po próbkowaniu
sygnał po kwantyzacji

sygnał pierwotny

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

12

s

e

s

G

sT

−

−

=

1

)

(

Ekstrapolacja sygnału

Całkowite odtworzenie sygnału ciągłego z jego postaci 
impulsowej jest w ogólności niemożliwe. Jednakże 
przybliżone odtworzenie może być przeprowadzone np. 
przez 

ekstrapolator zerowego rzędu

(ZOH - Zero-

Order-Hold), przybliżenie prostokątami. 

Transmitancja tego ekstrapolatora jest równa:

Impulsator

Ekstrapolator

y(t)

y

n

y(t)

*

T

s

e

1

sT

−

−

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

13

Porównanie sterowania ciągłego i cyfrowego

Sterowanie

ciągłe

Sterowanie

cyfrowe

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

14

System z bezpośrednim sterowaniem cyfrowym

Struktury systemów sterowania cyfrowego

Bezpośrednie sterowanie cyfrowe (ang. DDC - Direct Digital
Control) polega na włączeniu komputera (sterownika) w 
pętle sprzężenia zwrotnego lub pętle kompensacyjną oraz 
zastosowania trójczłonowego algorytmu sterowania PID, 
dobrze znanego w technice analogowej. 

KOMPUTER 

(STEROWNIK)

KOMPUTER 

(STEROWNIK)

Element 

wykonawczy

Element 

wykonawczy

Element 

wykonawczy

Element 

wykonawczy

Wartości zadane Zmienne mierzone

Człowiek i/lub komputer nadrzędny

PROCES 

(OBIEKT+ŚRO-

DOWISKO

PROCES 

(OBIEKT+ŚRO-

DOWISKO

Wyjścia

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

15

Jeżeli wpływ zakłóceń jest znaczny, a układ regulacji nie 
jest w stanie zapewnić narzuconego wskaźnika jakości 
regulacji, wtedy stosujemy 

sterowanie kompensacyjne

.

Działanie takiego układu opiera się na:

Sterowanie kompensacyjne z pomiarem pośrednim
można zrealizować przez pomiar wielkości pośredniej, 
na podstawie której estymuje się wielkość zakłócenia lub 
pomiar dwóch wielkości, przed i za miejscem działania 
zakłóceń.

9

bezpośrednim pomiarze podstawowych zakłóceń

9

pośrednim pomiarze zakłóceń

Struktury systemów sterowania cyfrowego

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

16

Układ ze sprzężeniem zwrotnym

STEROWNIK

STEROWNIK

PROCES

PROCES

Wartość

zadana

Zakłócenie

Niemierzalne

wyjścia

Mierzalne

wyjścia

STEROWNIK

STEROWNIK

PROCES

PROCES

Wartość

zadana

Zakłócenia

Niemierzalne

wyjścia

Mierzalne

wyjścia

Układ z bezpośrednim pomiarem zakłóceń

Struktury systemów sterowania cyfrowego

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

17

STEROWNIK

STEROWNIK

PROCES

PROCES

Wartość

zadana

Zakłócenie

Niemierzalne

wyjścia

Mierzalne

wyjścia

ESTYMATOR

ESTYMATOR

Wybrane estymowane
Niemierzalne wyjścia

Układ z pośrednim pomiarem zakłóceń

Struktury systemów sterowania cyfrowego

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

18

Podstawowe algorytmy regulacji 
cyfrowej bezpośredniej

9

algorytmy pozycyjne

(położeniowe), określające 

wartość absolutną sygnału sterującego element 
wykonawczy;

9

algorytmy prędkościowe

(przyrostowe), 

określające każdorazową zmianę wartości 
sygnału sterującego element wykonawczy.

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

19

∑

=

+

∆

+

+

=

n

i

n

D

i

I

n

P

n

x

T

e

K

T

e

K

e

K

x

0

- wartość  średnia sygnału sterującego element 

wykonawczy w przypadku zerowego uchybu regulacji 

w chwilach 0, 1, ..., n;

x

e

n

/T - aproksymacja sygnałem prostokątnym pochodnej 

sygnału uchybu.

∆

Algorytmy pozycyjne (położeniowe)

Algorytm pozycyjny 

PID ma postać:

przy czym:
T - okres próbkowania;
e

n

= y

zad

- y

n

- uchyb regulacji w n-tej chwili;

X

n

- wartość absolutna sygnału sterującego  element      

wykonawczy w n-tej chwili;

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

20

(

)

3

2

1

3

2

1

3

3

6

1

5

.

1

5

.

0

5

.

0

5

.

1

4

1

−

−

−

+

−

+

−

+

−

+

−

−

+

=













−

−

−

−

−

+

−

=

∆

n

n

n

n

n

n

n

n

n

y

y

y

y

T

T

y

y

T

y

y

T

y

y

T

y

y

T

y

4

3

2

1

−

−

−

+

+

+

+

=

n

n

n

n

y

y

y

y

y

(

)

3

2

1

3

3

6

1

−

−

−

−

−

+

=

∆

n

n

n

n

n

e

e

e

e

T

T

e

W przypadku, gdy wartość zadana y

zad

jest stała, 

wtedy przyrost        określa zależność: 

T

e

n

∆

(

)

x

e

e

e

e

T

K

T

e

K

e

K

x

n

n

n

n

D

n

i

i

I

n

P

n

+

−

−

+

+

+

=

−

−

−

=

∑

3

2

1

0

3

3

6

Dla sygnału wyjściowego y

n

przy czym: 

Stąd algorytm pozycyjny przyjmie postać: 

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

21

Wady algorytmów pozycyjnych

9

każda nowa obliczona wartość sygnału sterującego  x

n

musi być przekazana do elementu nastawczego 
w postaci sygnału  analogowego  i  utrzymana  na  
wartości  nie  zmienionej  przez okres T realizacji 
algorytmu regulacji,

9

utrudniona jest realizacja przełączeń z regulacji cyfrowej 
na analogową lub sterowanie ręczne, gdyż przełączenie 
takie - aby było bezuderzeniowe - wymaga uprzedniego 
zrównania aktualnego sygnału sterującego 

x

a

generowanego przez regulator analogowy.

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

22

9

algorytm wymaga skomplikowanych zabezpieczeń przed 
nieograniczonym narastaniem wartości sygnału 
sterującego  x

n

w wyniku niemożności wyzerowania 

uchybu regulacji.  Zabezpieczenie to realizuje się:

•

ograniczając maksymalną wartość, którą może 
przyjąć suma w algorytmie pozycyjnym,

•

wykrywając chwilę osiągnięcia nasycenia przez 
element wykonawczy i przerywając od tej chwili 
sumowanie błędów do chwili, gdy element 
wykonawczy wyjdzie z obszaru nasycenia.

Wady algorytmów pozycyjnych

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

23

Algorytmy prędkościowe (przyrostowe)

Algorytm prędkościowy

PID otrzymuje się w wyniku 

różnicowania algorytmu pozycyjnego opisanego 
równaniem

:

(

)

(

)

∇ =

−

=

−

+

+

+

−

+

+

−

−

−

−

−

−

x

x

x

K e

e

K e T

K

T

e

e

e

e

e

n

n

n

P

n

n

I n

D

n

n

n

n

n

1

1

1

2

3

4

6

2

6

2

W przypadku tego algorytmu jednostka centralna 
generuje przyrosty sygnału sterującego element 
wykonawczy w ciągu każdego okresu T, przyrosty 
te można uważać za proporcjonalne do prędkości 
zmian tego sygnału.

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

24

9

W przypadku algorytmu prędkościowego 
całkowanie jest realizowane poza regulatorem,  
przez element sterowany generowanymi przez 
jednostkę centralną sygnałami .

∇x

n

9

Tym elementem wykonawczym musi być człon 
całkujący np. silnik krokowy, którego obrót lub 
przesunięcie x

n

w n-tej chwili można przedstawić

w postaci:

n

n

n

i

i

n

i

i

n

x

x

x

x

x

x

x

∇

+

=

=

∇

+

=

∇

+

=

−

=

=

∑

∑

1

1

1

0

0

K

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

25

Podczas skokowej zmiany wartości zadanej algorytm  
powoduje gwałtowną zmianę sygnału sterującego. 
W tym celu, robiąc podstawienie:

L

2

2

1

1

−

−

−

−

−

=

−

=

−

=

n

zad

n

n

zad

n

n

zad

n

y

y

e

y

y

e

y

y

e

otrzymamy wyrażenie

(

)

(

)

(

)

∇ =

−

+

+

−

+

+

−

+

+

−

−

−

−

−

x

K

y

y

K y

y T

K

T

y

y

y

y

y

n

P

n

n

I

zad

n

D

n

n

n

n

n

1

1

2

3

4

6

2

6

2

Człon „całkujący”

jest jedynym członem 

zawierającym wartość zadaną y

zad

, jego usunięcie 

doprowadzi więc do dryftu zmiennej regulowanej. 
Dlatego w algorytmie tym musi zawsze występować
człon całkujący.

(

)

K y

y T

I

zad

n

−

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

26

Algorytm prędkościowy jest pozbawiony wymienionych 
poprzednio wad algorytmu pozycyjnego:

9

w przypadku stosowania algorytmu prędkościowego 
nie trzeba stosować  złożonych układów wyjść 
analogowych, gdyż całkowanie realizowane jest 
poza regulatorem na członach całkujących, które 
spełniają rolę przetwornika cyfrowo-analogowego, 
sumatora i elementu pamięci,

9

realizacja przełączeń z regulacji cyfrowej na 
analogową lub sterowania ręcznego na 
automatyczne i na odwrót jest bardzo uproszczona 
w porównaniu z algorytmem pozycyjnym. 

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

27

Modyfikacje algorytmów

Często spotyka się zmodyfikowane wersje 
algorytmu prędkościowego PID. Jedna z możliwych 
modyfikacji jest uzasadniona tym, że składowa 
proporcjonalna:

(

)

K e

e

P

n

n

−

−1

oraz składowa całkująca:

T

e

K

n

i

mogą mieć różne znaki. Zachodzi to wówczas, gdy 
zmienna regulowana y(t) zbliża się do wartości 
zadanej. Jeżeli natomiast zmienna regulowana 
oddala się od wartości zadanej, składowe te mają 
znaki jednakowe.

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

28

W przypadku wartości  y(t) odległych od wartości 
zadanej właściwość ta wydłuża czas regulacji. Aby 
temu zapobiec, wokół wartości zadanej wprowadza 
się 

strefę krytyczną

o szerokości ok. 5 % pełnego 

zakresu zmian zmiennej regulowanej y

max

i dla 

wartości y(t) leżących poza tą strefą, a więc dla: 

max

05

.

0

y

e

i

>

akceptuje się tylko te składowe proporcjonalne 
K

p

(e

n

-e

n-1

), które mają ten sam znak co składowe 

całkujące.  

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

29

W przypadku starannego odfiltrowania szumów z 
sygnału zmiennej regulowanej człon różniczkujący 
może być 

aproksymowany różnicą dwupunktową

: 

∆e

T

e

e

T

n

n

n

=

−

−1

Algorytm prędkościowy PID ma wtedy postać :

(

)

(

)

(

)

∇ =

−

+

+

−

+

−

−

−

−

−

x

K

y

y

K y

y T

K

T

y

y

y

n

P

n

n

I

zad

n

D

n

n

n

1

1

2

2

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

30

Dobór parametrów algorytmów 
podstawowych 

9

na podstawie tablic nastaw dla regulato-
rów analogowych 

Ze względu na istnienie stosunkowo dobrze 
opracowanych tablic do określenia  nastaw 
typowych regulatorów analogowych,  interesujące 
są możliwości korzystania z tych tablic do 
określenia parametrów odpowiadających tym 
regulatorom algorytmów regulacji cyfrowej.

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

31

9

na podstawie zmodyfikowanych reguł 
Zieglera-Nicholsa dla regulacji cyfrowej

Takahashi

zaproponował bezpośrednie wykorzy-

stanie reguł Zieglera-Nicholsa do doboru para-
metrów algorytmów regulacji cyfrowej w postaci: 

Regulacja P, algorytm pozycyjny:

(

)

x

K y

y

n

P

zad

n

=

−

Regulacja PI, algorytm prędkościowy:

Regulacja PID, algorytm prędkościowy:

(

)

(

)

x

K

y

y

K y

y T

n

P

n

n

I

zad

n

=

− +

+

−

−1

(

)

(

)

(

)

x

K

y

y

K y

y T

K

T

y

y

y

n

P

n

n

I

zad

n

D

n

n

n

=

− +

+

−

+

−

−

−

−

−

1

1

2

2

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

32

Oznaczając przez T

rezP

i  K

grP

okres drgań układu 

regulacji proporcjonalnej na granicy stabilności oraz 
graniczny współczynnik wzmocnienia regulatora 
proporcjonalnego, można określić parametry 
algorytmów regulacji zgodnie z poniższą tabelą:

Regulator PID

——

Regulator PI 

——

——

Regulator P 

K

P

K

I

K

D

K

P

K

I

K

D

K

P

K

I

K

D

Typ regulatora

grP

K

5

.

0

T

K

K

I

grP

5

.

0

45

.

0

−

rezP

grP

T

K

54

.

0

T

K

K

I

grP

5

.

0

6

.

0

−

rezP

grP

T

K

2

.

1

rezP

grP

T

K

40

3

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

33

Układ sterowania przepływem cieczy

9

Układ składa się z dwóch zbiorników ze swobodnie 
przepływającą cieczą, umieszczonych na różnych poziomach 
oraz jednym, wymuszonym za pomocą pompy, przepływem o 
sterowanej wydajności.

9

Zbiornik górny ma kształt prostopadłościanu, natomiast dolny 
jest walcem - równania opisujące układ są więc nieliniowe.

9

W układzie zainstalowano trzy czujniki ciśnienia mierzące 
wysokość słupa wody w poszczególnych zbiornikach

9

Elementy wykonawcze stanowią dwie pompy: prądu stałego, 
prądu zmiennego oraz zawory regulujące przepływ pomiędzy 
zbiornikami

(Prezentowane stanowisko zostało zaprojektowane i wykonane 

w Katedrze Automatyki WEAIiE AGH)

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

34

Układ sterowania przepływem cieczy

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

35

Układ sterowania przepływem cieczy

9

Komunikację pomiędzy obiektem a komputerem zrealizowano 
przy użyciu wielofunkcyjnej karty wejść/wyjść cyfrowych 
i analogowych.

9

Karta dysponuje 12-bitowymi przetwornikami A/C i C/A oraz 
programowalnym układem logicznym

umożliwiającym 

dostosowanie wejść/wyjść cyfrowych do użycia w konkretnym 
procesie.

9

Dodatkowo stanowisko zawiera elementy umożliwiające 
monitorowanie zmiennych procesowych i reakcję na sytuacje 
awaryjne w systemie. 

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

36

 

Z E 

Z E 

Wzmacniacz 

mocy 

Wzmacniacz 

mocy 

Wzmacniacze 

pomiarowe 

Izolowany galwanicznie 

wzmacniacz mocy 

Przekazniki 

220V AC 

LEGENDA 

Z E - zawór elektromagnet. 
C P. - czujniki poziomu 

C P 

C P 

C P 

Analogowe wyjścia 

Analogowe wejścia 

Cyfrowe wejścia 

Cyfrowe wyjścia 

KOMPUTER 

Pompa 

AC 

Pompa 

DC 

Układ sterowania przepływem cieczy

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

37

Układ sterowania przepływem cieczy

Schemat pracy dwukomputerowego (rozproszonego) 

systemu sterowania

Komputer warstwy

nadrzędnej 

Komputer warstwy

bezpośredniej 

Proces

Optymalizacja

parametryczna 

Model symulacyjny 

MATLAB/Simulink 

Monitoring

MS Windows

RS

 2

3

2

RS

 4

8

5

RTK

Algorytm

Sterujący

Akwizycja

Danych

RS
 2

32

RS
 4

85

MS DOS

Karta

WE/WY

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

38

9

System rozproszony stanowią

dwa komputery: warstwy 

bezpośredniej i warstwy nadrzędnej.

9

Łączność pomiędzy komputerami zapewnia szeregowy interfejs 
RS232 lub RS485.

9

W przypadku sterowania w systemie rozproszonym na 
komputerze warstwy bezpośredniej uruchamiane jest zadanie 
czasu rzeczywistego. Zadanie to cyklicznie odczytuje stan obiektu 
oraz wylicza sterowanie pompami AC i DC. 

9

Drugi komputer (warstwy nadrzędnej) wykonuje aplikację
programu MATLAB w wersji dla systemu MS Windows. 

Układ sterowania przepływem cieczy

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

39

Zadanie realizowane przez warstwę sterow. bezpośredniego:

9

zapewnia obsługę komunikacji za pośrednictwem  łącza 
szeregowego RS232, 

9

umożliwia akwizycję danych oraz ich odczyt, 

9

umożliwia sterowanie elementami wykonawczymi (pompy), 

9

zawiera procedury typowych regulatorów z możliwością zmiany 
ich parametrów,

9

umożliwia zmianę czasu dyskretyzacji.

Układ sterowania przepływem cieczy

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

40

9

wizualizują wyniki eksperymentu, 

9

pozwalają na zmianę parametrów i typów regulatorów, 

9

przełączają tryby sterowania, itp

Układ sterowania przepływem cieczy

W opisanym systemie możliwe jest stworzenie w pakiecie 
MATLAB/SIMULINK (jako warstwie nadrzędnej) własnych aplikacji, 
które: 

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

41

•

rama nośna stanowiska (1),

•

wzbudnik drgań mechanicznych (2),

•

pomost wzbudnika (3),

•

ruchoma rama (4),

•

pomost wewnętrzny
ramy (5),

•

zespół redukcji
drgań (6),

•

PD - przetworniki 
przemieszczenia,

•

PP - przetworniki 
przyspieszenia,

•

PC - przetworniki 
ciśnienia.

1

2

3

4

5

6

PD2

PP2

PC1

PCA

PCB

PP1

PC2

PP3

PD3

PD1

Stacja zasilania 

hydraulicznego

wzbudnika drgań

Stacja zasilania 

zespołu redukcji

drgań

SV1

SV2

Układ 

pomiarowo-sterujący

zespołu redukcji drgań

do SV2

Układ 

pomiarowo-sterujący

wzbudnika drgań

do SV1

Stanowisko badawcze układów redukcji drgań

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

42

Stanowisko badawcze 

układów redukcji drgań

•

masa całkowita stanowiska:

1400 kg,

•

wymiary ramy nośnej:
1100x1100x2800 mm

Podstawowe parametry 

stanowiska:

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

43

dSPACE

PC I

PC II

Listwa

przyłączeniowa

PCL - 8115

Listwa

przyłączeniowa

Ethernet

WDM

Zespół

przetworników

ciœnienia

Zespół

przetworników

przyspieszenia

Zespół

przetworników

przemieszczenia

PCL 818 HG

URD

PS1

PS2

Schemat układu pomiarowo-sterującego stanowiska

Stanowisko badawcze układów redukcji drgań

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

44

9

Sterowanie zespołem WDM oraz układem URD odbywa się z 
oddzielnych podzespołów sterujących PS1 i PS2. 

9

Podzespół PS1 obejmuje komputer PC I z zainstalowaną kartą 
pomiarowo-sterującą PCL 818 HG firmy Advantech oraz listwę 
przyłączeniową typu PCL 8115.

9

W skład drugiego podzespołu PS2 wchodzą: komputer 
PC II, komputer pomiarowo-sterujący dSPACE oraz specjalnie 
wykonana listwa przyłączeniowa.

9

Do obu podzespołów podłączone są zespoły przetworników 
pomiarowych: ciśnienia, przemieszczenia i przyspieszenia.

Stanowisko badawcze układów redukcji drgań

Katedra Automatyzacji Procesów

Katedra Automatyzacji Procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Akademia Górniczo

Akademia Górniczo

-

-

Hutnicza w Krakowie 

Hutnicza w Krakowie 

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL

Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe    

Temat wykładu: 

Temat wykładu: 

Sterowanie cyfrowe    

Sterowanie cyfrowe    

Podstawy Automatyki

Podstawy Automatyki

45

9

uruchamiania, zatrzymywania, zadawania i zmiany 
parametrów oraz awaryjnego wyłączania poszczególnych 
zespołów stanowiska za pomocą wirtualnego pulpitu 
sterowniczego (COCKPIT),

9

sterowania pracą pulsatora w czasie rzeczywistym,

9

sterowania pracą elementu aktywnego z wykorzystaniem 
sprzężeń od różnych wielkości fizycznych,

9

pomiaru i rejestracji przebiegów czasowych wybranych 
wielkości fizycznych.

Układ pomiarowo-sterujący służy do:

Stanowisko badawcze układów redukcji drgań