1
Układy cyfrowej regulacji prędkości i połoŜenia
w serwonapędach prądu stałego
Treść ćwiczenia
1 Wprowadzenie teoretyczne
1.1 Ogólna charakterystyka układów serwonapędowych
1.2 Właściwości regulatorów cyfrowych
1.3 Model cyfrowy silnika obcowzbudnego
1.4 Projektowanie nastaw regulatorów
2 Instrukcja obsługi sterownika impulsowego
2.1 Opis pulpitu sterującego
2.2 Opis zasady obsługi sterownika impulsowego
2.3 Wartości opcjonalne nastaw parametrów regulatorów
2.4 Opis układu pomiarowego
3 Program ćwiczenia
3.1 Regulacja prędkości obrotowej – stany dynamiczne
3.2 Regulacja połoŜenia – stany dynamiczne
4 Opracowanie sprawozdania
5 Literatura
1. Wprowadzenie teoretyczne
1.1
Ogólna charakterystyka układów serwonapędowych
Jedną z form realizacji sterowania procesu technologicznego jest regulacja automatyczna.
W procesie regulacji automatycznej do realizacji sterowania wykorzystuje się regulatory.
Regulator jest urządzeniem, które mierzy róŜnicę sygnałów wielkości zadanej i mierzonej, a
następnie przetwarza ją według określonej funkcji sterowania. W praktyce są stosowane
regulatory: analogowe, cyfrowe, cyfrowo-analogowe, adaptacyjne itp.
Podstawowym elementem regulatora jest układ regulacyjny ze sprzęŜeniem zwrotnym.
Potrzebny sygnał sprzęŜenia zwrotnego do regulatora dostarcza układ pomiarowy,
zawierający przetworniki zamieniające wielkość regulowaną na odpowiedni sygnał. W
urządzeniach elektroniki przemysłowej regulatory współpracują ze wzmacniaczem mocy, w
2
którym zaleŜnie od rodzaju sterowanego procesu jest odpowiedni układ przekształtnika
energoelektronicznego. Schemat typowego układu regulacji pokazano na rys.1.
Rys.1 Schemat typowego układu regulacji
Sterowany przez regulator, układ energoelektroniczny reguluje przepływem energii
elektrycznej do obiektu regulacji. Obiekt regulacji jest to układ dynamiczny, w którym moŜna
wymusić poŜądane przebiegi procesów za pomocą regulatora. Wielkością wyjściową obiektu
jest parametr, którego wartość pozwala wnioskować o przebiegu procesu.
1.2
Właściwości regulatorów cyfrowych
Układy regulatorów cyfrowych są rozbudowanymi urządzeniami elektronicznymi. W ich
skład wchodzą: mikroprocesor, pamięć, przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-
analogowe, filtry wejściowe oraz układy dodatkowe umoŜliwiające komunikację i
wizualizację procesu. Wykonuje się je jako urządzenia aparatowe, które mogą pracować
niezaleŜnie lub modułowe regulatory kasetowe wchodzący w skład duŜych systemów
przemysłowych. Algorytmy sterowania cyfrowego wykorzystuje się równieŜ w komputerach
przemysłowych,
sterujących
procesami
automatyki.
Cyfrowe
układy
sterowania
charakteryzują się tym, Ŝe w ściśle określonych przedziałach czasu (próbkowanie sygnału)
następuje odczytywanie stanu procesu i oddziaływanie na proces. Czujniki, przetworniki
pomiarowe i przetworniki analogowo-cyfrowe dostarczają informację o stanie procesu, co
okres T
S
. Przetworniki cyfrowo-analogowe aktualizują, co okres wartość wielkości sterującej.
Zasadą działania regulatorów dyskretnych jest wprowadzenie stabilizującego ujemnego
sprzęŜenia zwrotnego.
Projektowanie systemów cyfrowych wymaga znajomości teorii sterowania dyskretnego
oraz architektury mikroprocesora wraz ze środowiskiem oprogramowania. Pozwala to na
praktyczną realizację algorytmów sterowania. Z uwagi na liczne korzyści wynikające z
zastosowania regulatorów cyfrowych stały się one znaczącą konkurencją dla rozwiązań
3
analogowych. Do podstawowych zalet regulatorów cyfrowych moŜemy zaliczyć: względną
łatwość modyfikacji algorytmu sterowania, moŜliwość realizacji złoŜonych algorytmów
sterowania, duŜą dokładność, wykonywane matematyczne operacje dodawania i odejmowania
podczas przetwarzania dyskretnego są praktycznie wykonywane bezbłędnie, moŜliwość
współdzielenia czasu pomiędzy róŜnymi zadaniami, zdolność do pracy w systemach
komputerowych czy teŜ zdolność do samonastrajania lub autonastrajania parametrów.
Regulatory cyfrowe mają teŜ wady do których zaliczamy: problemy numeryczne (błędy
zaokrąglenia, obcięcia, przepełnienia), trudności w projektowaniu, konieczność stosowania
wydajnych mikroprocesorów i innych urządzeń cyfrowych co zwiększa dodatkowo koszt
regulatora.
Wprowadzenie mikrokontrolerów do automatyki umoŜliwiło niemal dowolne
konfigurowanie struktur układów regulacyjnych. Pozwala to optymalnie dobrać rodzaj
regulatora do sterowanego procesu. Kryteria, jakimi naleŜy się kierować przy wyborze
algorytmu sterowania wynikają z szeregu zasad. Największy wpływ mają: właściwości
dynamiczne i statyczne obiektu regulacji, zakres zmian parametrów procesu oraz moŜliwości
sprzętowe zastosowania optymalnego algorytmu. Przedstawiony na rys.2 podział jest
uszeregowaniem róŜnego typu algorytmów sterowania cyfrowego.
Rys. 2 Podział algorytmów sterujących
Dyskretne układy regulacji mogą charakteryzować następujące parametry:
•
wskaźnik regulacji q(z)
•
wskaźnik nadąŜania m
•
czułość ∆y(z) wielkości regulowanej y(z) na zmiany parametrów obiektu G
O
(z) (rys.3)
4
Rys. 3 Schemat do wyznaczania transmitancji zamkniętej układu regulacji
Cechą charakterystyczną cyfrowych układów sterowania jest występowanie sygnałów
analogowych oraz sygnałów dyskretnych. Dyskretyzacja jest procesem jednoznacznego
przekształcenia funkcji analogowych do postaci cyfrowej. Efekt dyskretyzacji nie moŜe
zostać zaniedbany dlatego teŜ podstawowym parametrem cyfrowego układu sterowania jest
okres próbkowania oznaczony jako T
s
. Minimalną pulsację
ω
s
z jaką powinien być
próbkowany sygnał analogowy, aby moŜna było go odtworzyć z sygnału impulsowego,
określa twierdzenie Shannona-Kotielnikowa.
Podstawą do prawidłowego doboru nastaw regulatorów jest zbudowanie takiego modelu
procesu, który będzie jak najwierniej symulował układ rzeczywisty. Projektowanie regulatora
rozpoczyna się od wybrania i zdefiniowania obiektu sterowania. W tym przypadku jest nim
maszyna obcowzbudna prądu stałego.
1.3. Model cyfrowy maszyny obcowzbudnej prądu stałego
Projektowanie regulatora i symulowanie właściwości układu serwomechanizmu,
rozpoczyna się od wybrania i zdefiniowania modelu maszyny. W tym celu traktujemy
maszynę jako układ elektromechaniczny opisany równaniami róŜniczkowymi. Stan i rodzaj
pracy maszyny oraz wielkości współczynników w równaniach pozwalają przyjąć pewne
załoŜenia upraszczające, które w znacznym stopniu ułatwią projektowanie.
Podstawowe dane znamionowe maszyny prądu stałego typu PZB 32b: P
N
=1,5 kW,
U
N
=230 V, I
N
=6,5A , n
N
=2850 obr/min, J=0,045 kg·m
2
, R
a
=4,7 Ω, L
a
=0.012 H.
Równania opisujące silnik obcowzbudny w dziedzinie czasu:
=
=
+
⋅
+
=
⋅
+
⋅
Ω
t
U
E
i
R
t
i
L
T
Ω
B
Ω
J
t
d
d
d
d
)
(
d
d
e
ϕ
(11.1)
5
Zasilanie uzwojenia wzbudzenia z niezaleŜnego źródła pozwala przyjąć stały strumień
wzbudzenia w maszynie, stąd stałe wynoszą:
67
.
0
2850
30
5
.
6
7
.
4
230
)
30
(
N
N
N
N
N
=
⋅
⋅
−
=
=
⋅
⋅
−
=
=
Ω
⋅
=
π
π
n
I
R
U
Ω
E
c
c
E
(11.2)
W załoŜeniach upraszczających pomijamy moment tarcia oraz przyjmujemy, stały moment
bezwładności.
B
.
Ω=0,
J=const.
Po wykonaniu transformaty Laplace’a otrzymujemy równania opisujące silnik obcowzbudny
w dziedzinie operatorowej
s
.
=
⋅
=
⋅
+
⋅
+
⋅
⋅
⋅
=
⋅
⋅
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
s
Ω
s
s
Φ
s
U
s
Ω
c
s
I
R
s
I
s
L
s
I
k
s
Ω
s
J
(11.3)
Ω(s) – funkcja operatorowa prędkości,
Φ(s) - funkcja operatorowa drogi kątowej.
Transmitancja operatorowa obiektu wyraŜająca zaleŜność prędkości obrotowej silnika od
napięcia zasilającego silnik
k
c
s
J
R
s
L
J
k
s
U
s
Ω
G
O
⋅
+
⋅
⋅
+
⋅
⋅
=
=
2
)
(
)
(
(11.4)
w przypadku maszyny typu PZb 32b transmitancja wynosi
)
1
10
45
.
2
(
)
1
41
.
0
(
49
.
1
3
+
⋅
⋅
⋅
+
⋅
=
−
s
s
G
O
Na podstawie transmitancji operatorowej moŜemy wyznaczyć stałe czasowe obiektu:
T
1
=0,41
T
2
=0,00245
77
.
0
5
.
6
2850
1500
30
30
N
N
N
N
eN
e
=
⋅
⋅
⋅
=
=
⋅
⋅
⋅
=
=
⋅
=
π
π
I
n
P
I
T
k
i
k
T
6
Stała czasowa T
2
silnika wynikająca z indukcyjności twornika jest wielokrotnie mniejsza
od stałej T
1
zaleŜnej od momentu bezwładności. Wielkościami regulowanymi w
serwomechanizmie jest prędkość obrotowa albo droga kątowa, Czas odpowiedzi obiektu
zaleŜy zdecydowanie od momentu bezwładności J, dlatego pomija się stałą T
2
wynikającą z
indukcyjności twornika. W przypadku syntezy regulatorów prądu (momentu) załoŜenie
(pomijające indukcyjność twornika L) jest błędne.
W rezultacie model silnika opisany jest transmitancją w postaci
k
c
s
J
R
k
s
U
s
Ω
G
O
⋅
+
⋅
⋅
=
=
)
(
)
(
(11.5)
W przypadku maszyny typu PZb 32b transmitancja wynosi:
)
1
41
.
0
(
49
.
1
+
⋅
=
s
G
O
Serwomechanizm jest układem napędowym, który zapewnia regulację prędkości
obrotowej albo kąta połoŜenia. Symulowanie i projektowanie regulatorów połoŜenia wymaga
określenia transmitancji określającej zaleŜność drogi kątowej od napięcia zasilającego
twornik.
s
G
G
O
O
1
⋅
=
Φ
(11.6)
Regulatory mają słuŜyć do sterowania zespołem maszynowym, w którym na jednym wale
sprzęŜone są dwie takie same maszyny prądu stałego. Z tego powodu wypadkowy moment
bezwładności będzie dwukrotnie większy.
Transmitancje dyskretne silnika w dziedzinie
z
wynoszą odpowiednio:
L=0.012 H
0,0002714
0,9527
0,008508
0,06241
)
(
2
+
⋅
−
+
⋅
=
z
z
z
z
G
o
L=0
9759
,
0
0359
,
0
)
(
−
=
z
z
G
o
7
1.4
Dobór nastaw regulatorów
Projektowanie regulatorów dyskretnych moŜna wykonywać dwiema metodami:
zaprojektowanie regulatora w dziedzinie zmiennej
s
, a następnie przejście na postać
dyskretną
z
,
•
zaprojektowanie regulatora w dziedzinie zmiennej dyskretnej
z
, w tym przypadku
obiekt musi być teŜ opisany w dziedzinie
z
Przy projektowaniu regulatora naleŜy uwzględnić dodatkowe bloki ograniczające wartość
oraz czas narastania sygnału sterującego. Teoretyczny sygnał wyjściowy z regulatora ma
dowolnie duŜą wartość i narasta w nieskończenie krótkim czasie. Pominięcie tych ograniczeń
jest duŜym odstępstwem od praktycznej realizacji regulatorów, poniewaŜ nie moŜna
przekroczyć wartości znamionowych, a sygnały o duŜej stromości uszkodziłyby układ.
Szczególnie naraŜony na uszkodzenia jest układ energoelektroniczny, który jest wraŜliwy na
przekroczenie wartości znamionowych prądu lub napięcia czy teŜ przekroczenia
dopuszczalnych napręŜeń (zbyt duŜa stromość sygnału). Proces projektowania regulatora
moŜe zostać przeprowadzony za pomocą programu Matlab/Simulink z wykorzystaniem
pakietu Nonlinear Control Desing Blockset. Schematy blokowe serwonapędu pokazano na
rys. 4 dla regulatora prędkości oraz na rys.5 w przypadku regulatora połoŜenia.
Rys.4 Schemat serwonapędu przy regulacji prędkości
Rys.5 Schemat serwonapędu przy regulacji drogi kątowej
8
Regulator PID
Transmitancja ciągła regulatora PID w postaci ogólnej wynosi:
)
1
1
1
1
(
+
⋅
⋅
+
⋅
+
⋅
=
s
T
s
T
s
T
k
G
D
D
D
I
p
PID
α
(11.7)
gdzie:
k
p
– wzmocnienie regulatora,
T
I
– stała czasowa członu całkującego,
T
D
– stała czasowa członu róŜniczkującego,
α
D
– współczynnik róŜniczkowania.
W modelu Simulinku wykorzystano blok PID, którego funkcja przenoszenia jest
wyraŜona przez parametry P,I,D,N i ma postać:
1
1
)
(
+
⋅
⋅
+
+
=
s
N
s
D
s
I
P
s
G
(11.8)
N – współczynnik róŜniczkowania rzeczywistego
Wartości parametrów P I D występujące we wzorze w odniesieniu do podanego wcześniej
modelu rzeczywistego wynoszą:
=
⋅
=
=
=
D
D
D
P
I
P
P
T
N
T
k
D
T
k
I
k
P
α
(11.9)
Regulator typu deadbeat
Algorytmu deadbeat uŜywa się wtedy, gdy potrzebny jest określony i krótki czas ustalenia
przebiegu. Ponadto wyznaczenie regulatora deadbeat nie wymaga wielu obliczeń. Algorytmy
tego typu stosuje się w systemach regulacji adaptacyjnej. Wadą tych regulatorów są duŜe
wartości sygnałów sterujących, co moŜe prowadzić do nasycania się elementów
wykonawczych. Jedynym parametrem, jaki moŜemy zmieniać w regulatorach tego typu jest
czas próbkowania T
S
.
9
Transmitancja dyskretna elementu inercyjnego pierwszego rzędu bez opóźnienia
1
1
1
1
1
1
)
(
−
−
−
⋅
+
⋅
=
z
a
z
b
z
G
O
(11.10)
Na podstawie tej transmitancji obliczamy współczynniki, które określą stałe regulatora:
1
1
b
q
o
=
;
o
q
a
q
⋅
=
1
1
;
o
q
b
p
⋅
=
1
1
; (11.11)
Transmitancja cyfrowa regulatora:
1
1
1
1
1
1
)
(
−
−
−
⋅
−
⋅
+
=
z
p
z
q
q
z
G
o
R
(11.12)
Regulator Dahlina
Regulator Dahlina pozwala określić szybkość ustalania się wielkości regulowanej przez
odpowiedni dobór parametru λ. Parametr ten jest stałą czasową zamkniętej pętli regulacji.
Przy doborze regulator Dahlina, jeŜeli transmitancja obiektu jest wyraŜona w postaci:
1
)
1
(
1
)
(
−
+
−
⋅
−
⋅
=
z
a
z
b
z
G
d
O
(11.13)
Transmitancja regulatora ma postać:
)
1
(
1
1
)
(
+
−
−
−
⋅
−
⋅
−
⋅
−
=
d
R
z
q
z
p
b
z
n
m
z
G
(11.14)
gdzie stałe regulatora wyliczamy z zaleŜności:
−
⋅
=
⋅
=
−
⋅
=
−
=
−
−
−
−
)
1
(
)
1
(
1
S
S
S
S
λ
λ
λ
λ
T
T
T
T
e
b
q
e
b
p
e
a
n
e
m
(11.15)
10
Instrukcja obsługi sterownika impulsowego
2.1 Opis pulpitu sterującego
2.2 Opis zasady obsługi układu
Program obsługi sterownika impulsowego, umoŜliwia wybór i parametryzację algorytmu,
jakim ma być sterowany silnik prądu stałego.
Po włączeniu zasilania sterownika (klawisz Power) na wyświetlaczu LCD widoczne jest
główne menu zawierające cztery funkcje:
>>
Uruchom sterownik <<
>>
Regulator
<<
>>
Zabezpieczenia
<<
>>
Opcje drukarki
<<
Aktualnie wybrana opcja jest zaznaczona przez wskazujące ją strzałeczki na krańcach
drugiego wiersza wyświetlacza LCD. UŜywając klawiszy kursorów: góra, dół moŜliwe jest
przemieszczanie się pomiędzy opcjami z menu. Wejście do podmenu uzyskuje się przez
wciśnięcie klawisza Enter (oznaczenie
), opuszczenie natomiast poprzez wciśniecie
klawisza Enter (
) lub Esc (oznaczenie ). Obecność w podmenu sygnalizowana jest w
pierwszym wierszu z znakami ].., które jednocześnie pozwalają na wyjście o jeden poziom
wyŜej.
11
Po wybraniu w głównym menu opcji
Regulator
naleŜy określić, który regulator
konfigurujemy: drogi kątowej czy prędkości.
>>
Wielkość regulowana <<
>>
Prędkość
<<
>>
Polozenie
<<
Następnie moŜna wybrać jeden z trzech algorytmów sterowania cyfrowego (opcjonalnie
wybrany jest algorytm PID).
>>
Wybierz algorytm
<<
>>
PID
<<
>>
Deadbeat
<<
>>
Dahlin
<<
Istnieje moŜliwość zmiany parametrów kaŜdego z regulatorów. Stałe k
p
, T
I
,T
D
, alfa
algorytmu PID, oraz parametr λ algorytmu Dahlina moŜna modyfikować oddzielnie dla
regulacji drogi i prędkości. Tok projektowania regulatora Deadbeat i Dahlina uzaleŜnia ich
transmitancje od transmitancji obiektu regulacji. W tym przypadku jest to transmitancja
zespołu dwóch maszyn prądu stałego. Okres próbkowania T
s
jest wspólny dla wszystkich
algorytmów. Po zaakceptowaniu jednego z regulatorów moŜna uruchomić sterownik z
regulacją prędkości obrotowej lub drogi kątowej. Przez przycisk >Esc (
)< zatrzymujemy
silnik. Na rys.6 pokazano przykładową modyfikację podmenu
Regulator.
Rys.6 Struktura menu głównego i podmenu regulator
12
Po dokonaniu konfiguracji regulatora naleŜy wrócić do menu głównego, wybrać opcję
>> Uruchom sterownik << i wejść do podmenu. Następnie naleŜy wybrać jedną z
regulowanych wielkości tj. prędkość lub połoŜenie. Po wybraniu wielkości regulowanej
naleŜy zejść do kolejnego podmenu w celu ustawienia wartości wielkości regulowanej. Po
ustawieniu wartości naleŜy powrócić do pierwszego podmenu i uruchomić sterownik.
W opcji >> Zabezpieczenia << moŜna ustawić parametry słuŜące do ochrony sterownika
przed uszkodzeniem.
Polecenie >> Opcje drukarki << jest nieaktywne.
2.3 Wartości opcjonalne nastaw parametrów
>> Regulator PID <<
>> Parametr kp <<
1,33/0,000015(prędkość/droga kątowa)
>> Parametr Ti <<
0,6
>> Parametr Td <<
0,007
>> Parametr α <<
0,35
>> Parametr Ts <<
20ms
>> Regulator Deadbeat <<
>> Parametr Ts <<
20ms
>> Regulator Dahlina <<
>> Parametr lambda <<
0,2/20000 (prędkość/droga kątowa)
>> Parametr Ts <<
20ms
>> Zabezpieczenia <<
>> Zab. termiczne 1 <<
40
O
>> Zab. termiczne 2 <<
70
O
>> Zab. nadpradowe <<
25A
>> Wsp. kalib. LEM'a<<
0,12V
13
2.4 Opis układu pomiarowego
Na rys. 7 jest pokazany schemat układu pomiarowego przy zastosowaniu
mikroprocesorowego sterownika impulsowego.
Rys.7 Schemat układu pomiarowego
W zastosowanym układzie pomiarowym zastosowano dwie identyczne maszyny prądu
stałego typu PZBb 32 b o następujących danych: P
N
=1,5 kW, I
N
= 6,5 A, U
N
=230 V, n
N
=2850
min
-1
, I
fN
=0,25 A.
Do rejestracji przebiegu prędkości słuŜy oscyloskop cyfrowy HP 54600 A ze złączem
RS232C. Jako przetwornik prędkości wykorzystano prądnicę tachometryczną której stała
wynosi C
P
=55,37
V
1
min
−
. Droga kątowa moŜe zostać wyznaczona pośrednio jako całka z
funkcji prędkości. Funkcję całkowania numerycznego posiada oscyloskop cyfrowy.
Oscyloskop cyfrowy (rys.8) jest połączony za pomocą złącza RS232C z komputerem PC, na
którym zainstalowane jest oprogramowanie HP BenchLink Scope (rys. 9). UmoŜliwiające
ono „zrzut” ekranów oscyloskopu (opcja Image) lub ściągnięcie zarejestrowanych
przebiegów czasowych w postaci punktów (opcja Waveform).
14
Rys.8 Oscyloskop cyfrowy
Rys. 9 Oprogramowanie HP BenchLink Scope
15
3 Program ćwiczenia
3.1 Regulacja prędkości obrotowej – stany dynamiczne
Połączyć układ pomiarowy zgodnie z pokazanym schematem na rys.7. Dokonać
rejestracji przebiegów czasowych prędkości obrotowej n w następujących przypadkach:
3.1.1 Rozruch silnika prądu stałego dla T
L
=0 oraz wartości prędkości obrotowej n = 2850
przy zastosowaniu regulatora typu:
- PID z nastawami standardowymi,
- Deadbeat z nastawą standardową,
- Dahlina z nastawą standardową.
3.1.2 Rozruch silnika prądu stałego dla T
L
=0 oraz ustawionej wartości prędkości obrotowej n
jak w punkcie 3.1.1. przy zastosowaniu regulatora typu:
- PID i zmniejszeniu wartości parametru k
p
w stosunku do nastawy standardowej,
- PID i zwiększeniu wartości parametru k
p
w stosunku do nastawy standardowej,
- PID i zmniejszeniu wartości czasu próbkowania T
s
w stosunku do nastawy standardowej,
- Dahlina i zmniejszeniu wartości parametru
λ
w stosunku do nastawy standardowej,
- Dahlina i zwiększeniu wartości parametru
λ
w stosunku do nastawy standardowej.
3.1.3 Rozruch silnika prądu stałego dla T
L
=0 oraz ustawionej wartości prędkości obrotowej n
innej niŜ w punkcie 3.1.1 (podanej przez prowadzącego zajęcia) przy zastosowaniu regulatora
typu:
- PID z nastawami standardowymi,
- Deadbeat z nastawą standardową,
- Dahlina z nastawą standardową.
3.1.4 Po dokonaniu rozruchu silnika dla T
L
=0, w stanie ustalonym dokonać skokowego
obciąŜenia momentem T
L
= T
N
przy zastosowaniu regulatora typu:
- PID z nastawami standardowymi,
- Dahlina z nastawą standardową.
W celu zarejestrowania przebiegu czasowego prędkości obrotowej układu naleŜy
odpowiednio dobrać zakres pomiarowy oraz podstawę czasu oscyloskopu. W celu
16
zarejestrowania
całego
przebiegu
prędkości
naleŜy
przed
uruchomieniem
mikroprocesorowego sterownika impulsowego przycisnąć klawisz RUN oscyloskopu. Aby
zatrzymać rejestrację przebiegu naleŜy przycisnąć ponownie klawisz RUN. Aby skopiować
zarejestrowany przebieg naleŜy w programie HP BenchLink Scope uruchomić opcję Image
(rys.9). Następnie wybrać opcję NEW oraz zaakceptować przyciskając OK. Skopiowany
ekran oscyloskopu naleŜy zapisać na dysku twardym komputera lub na dyskietce.
3.2 Regulacja połoŜenia – stany dynamiczne
Dokonać rejestracji przebiegów czasowych prędkości obrotowej n oraz pośrednio drogi
kątowej dla T
L
=0 dla dowolnej wartości drogi kątowej
ϕ
wybranej z zakresu [0
÷
-999999
°
]
przy zastosowaniu regulatora typu:
- PID z nastawami standardowymi,
- Deadbeat z nastawą standardową,
- Dahlina z nastawą standardową.
Aby zarejestrować drogę kątową układu naleŜy przed rozpoczęciem rejestracji przebiegu
uruchomić funkcje matematyczne oscyloskopu. W tym celu naleŜy przycisnąć przycisk
±
oscyloskopu (rys. 8) następnie tzw. miękkimi klawiszami wybrać opcję ON dla funkcji F2.
Następnie z dostępnych funkcji wybrać całkowanie
∫
t
d . Po wybraniu funkcji
∫
t
d naleŜy
wejść do
MENU gdzie naleŜy ustawić parametry wyświetlania wyniku całkowania oraz
połoŜenie na ekranie. UmoŜliwia to pokrętło nastaw dla miękkich klawiszy (rys. 8). Za
pomocą miękkich klawiszy naleŜy równieŜ wybrać przebieg który będzie całkowany (jeŜeli
uŜywamy wejścia 1 to 1).
4. Opracowanie sprawozdania
W sprawozdaniu naleŜy zamieścić:
dane znamionowe maszyn,
schematy pomiarowe,
wyniki pomiarów i charakterystyki objęte programem ćwiczenia,
zarejestrowane przebiegi czasowe,
wnioski.
Literatura
•
Hejmo W., Kozioł R.: Systemy mikroprocesorowe w automatyce napędu
elektrycznego, WNT Warszawa 1989.
17
•
Kruczkowski
J.,
Kozłowski
Z.:
Układ
nawrotny
sterowany
systemem
mikroprocesorowym, Praca dyplomowa, Politechnika Rzeszowska, Rzeszów 2001.
•
Owca M.: Regulatory cyfrowe w serwomechanizmach, Praca dyplomowa,
Politechnika Rzeszowska, Rzeszów 2003.
•
Kloczkowski M.: Mikrokontrolery w układach regulatorów cyfrowych, Praca
dyplomowa, Politechnika Rzeszowska, Rzeszów 2004.