PODSTAWY AUTOMATYKI

Ćw 3. Regulatory typu PID

Cel i zakres ćwiczenia

Poznanie podstaw działania regulatorów typu PID, modelowanie układów regulacji.

Wymagania

1. Transmitancje podstawowych członów dynamicznych

2. Podstawy funkcjonowania regulatora PID

3. Obsługa programu PSCAD

Przebieg ćwiczenia

1. Zamodelować układ zamknięty z obiektem o transmitancji GO(s), gdzie: 1,1

G  s=

e−0,1 s

O

0,5 s1

Wartość zadana: W=10 – identyczna dla każdego punktu ćwiczenia (wykorzystać bloki TIME oraz COMPARATOR, wartość zostaje zadana po czasie 0,5s).

Zwizualizować przebiegi sygnałów wartości zadanej, uchybu, oraz wyjściowej z obiektu.

Określić, czy podany obiekt jest statyczny czy astatyczny, odpowiedź uzasadnić.

2. Zamodelować układ regulacji z regulatorem typu P i obiektem z p. 1.

Na jednym wykresie zamieścić przebieg wartości zadanej oraz sygnału wyjściowego z układu dla wartości wzmocnienia regulatora wynoszącej:

a) k=1,5

b) k=3,0

c) k=5,0

Czy cel regulacji został osiągnięty? Jaki jest wpływ wzmocnienia regulatora P na czas ustalania odpowiedzi układu? Co stanie się, gdy wzmocnienie regulatora będzie nadal zwiększane? Dla każdego z przypadków policzyć uchyb w stanie ustalonym, zaznaczyć na odpowiednim wykresie, sprawdzić, czy wyniki obliczeń zgodne są z wynikami symulacji.

3. Zamodelować układ regulacji z regulatorem typu PI i obiektem z p. 1. Na jednym wykresie zamieścić przebieg wartości zadanej, sygnału wyjściowego z punktu 2a), sygnału wyjściowego z układu dla wartości wzmocnienia regulatora wynoszącej k=1,5 oraz czasu zdwojenia wynoszącego:

a) Ti=0,6

b) Ti=0,35

c) Ti=0,2

Czy cel regulacji został osiągnięty? Jakie jest zadanie członu całkującego w układzie regulacji? Jaki jest wpływ czasu zdwojenia Ti na przebieg wartości wyjściowej y(t)? Co stanie się, gdy wartość czasu zdwojenia będzie dalej zmniejszana?

4. Zamodelować układ regulacji z regulatorem typu PD i obiektem z p. 1. Na jednym wykresie zamieścić przebieg wartości zadanej, sygnału wyjściowego z punktu 2c), sygnału wyjściowego z układu dla wartości wzmocnienia regulatora wynoszącej k=5 oraz czasu wyprzedzenia wynoszącego: Td=0,1.

Czy cel regulacji został osiągnięty? Jakie jest zadanie członu różniczkującego D w układzie regulacji?

5. Zamodelować układ regulacji z regulatorem typu PID równoległym i obiektem z p. 1. Na jednym wykresie zamieścić przebieg wartości zadanej, sygnału wyjściowego z punktu 3c), sygnału wyjściowego z układu dla wartości wzmocnienia regulatora wynoszącej k=1,5

czasu wyprzedzenia wynoszącego: Td=0,08 i czasu zdwojenia Ti-0,2..

Czy cel regulacji został osiągnięty? Sprawdź, czy podane parametry regulatora PID są optymalne (metodą doświadczalną).

Sprawozdanie

Sprawozdanie powinno zawierać:

1. Wizualizacje przebiegów określonych wartości

2. Odpowiedzi na wszystkie pytania i obliczenia