L A BO R A T O R I U M
W Y Å» S Z A AUTOMATYKI OKR
TOWEJ Nazwisko i imiÄ™
S Z K O A
A
Nr ćw.
Liana Sebastian
M O R S K A
REGULACJA
Ogrodnik Roman
w S Z C Z E C I N I E
4
DWUSTAWNA
WYDZIAA

MECHANICZNY
Rok akad. 2001/02
Data wyk. ćwicz. Data odd. spr. Ocena Podpis wykł.
Rok studiów IV M
06.06.02.
- Wiadomości wstępne.
Regulacja dwupołożeniowa- jest to regulacja, w której obiekt jest
sterowany tylko 2 poziomami energii, zatem urzÄ…dzenie wykonawcze porcjuje
energię tylko dwustawnie, gdyż sygnał sterujący urządzeniem wykonawczym
też ma tylko 2 wartości.
Regulator produkujący sygnał 2-wartościowy nosi nazwę regulatora
dwupołożeniowego.
Jest to tani sposób regulacji stosowany tam gdzie nie wymaga się dużej
jakości regulacji (główne zastosowanie do obiektów termicznych-piece,
żelazka, lodówki, a także do niektórych regulatorów całkujących o dużych
stałych czasowych całkowania). Aby osiągnąć zadowalającą jakość stosuje się
ten rodzaj regulacji w obiektach inercyjnych o spełnionym warunku:
Ä
z
d" 0,2
Tz
Gdzie: Ä -opóz
nienie zastępcze,
z
T - zastępcza stała czasowa.
z
1
y
Ä T
Styczna w punkcie przegięcia t
2. Schemat blokowy.
Energia
Czujnik
wykonawcza
Energia Obiekt Obiekt y
dostarczona
wykonawczy regulacji
Przetwornik
x
yo
Zadajnik
µ
Regulator
dwupołożeniowy
Regulator
techniczny
Regulator dwustawny musi dokonać zamiany ciÄ…gÅ‚ego sygnaÅ‚u uchybu µ na
skokowo zmieniający się sygnał sterujący x. Na rysunku przedstawiam
najprostszy sposób konwersji sygnałów gdzie dużemu uchybowi (µ>0)
odpowiada duża wartość sygnału sterującego, zaś uchybowi ujemnemu
odpowiada niska wartość sygnału x (w tym przypadku x=0).
2
ymax
µ
t
x
t
Taki sposób konwersji jest przypadkiem czysto teoretycznym (porównawczym)
gdyż zmiana sygnału zachodzi w jednym punkcie, co jest niemożliwe do
wykonania; charakterystyka statyczna takiego przypadku wygląda następująco:
x
µ
W rzeczywistych układach wprowadza się pewien obszar niejednoznaczności w
obrÄ™bie zmiennej µ ?tworzÄ…c w ten sposób histerezÄ™ o szerokoÅ›ci H, w obrÄ™bie,
której zachodzi zmiana poziomu sygnału sterującego. W wielu układach
rzeczywistych istnieje możliwość regulacji szerokości histerezy w zależności od
3
zastosowanego układu wykonawczego, gdyż jej rozszerzenie powoduje
zmniejszenie częstości załączeń.
Obszar niejednoznaczności
x
-0,5H 0,5H µ
0,5H
t
-0,5H
x
t
3. Cechy charakterystyczne regulacji dwupołożeniowej.
Ä
z
d" 0,2
- Stosowana jest do obiektów inercyjnych o .
Tz
- Wielkość regulowana (wyjściowa z obiektu) ciągle oscyluje wokół
wielkości zadanej nawet przy braku zakłóceń.
4
- Amplituda tych oscylacji nie zależy od wartości zadanej.
- Przybliżoną wartość podwójnej amplitudy można wyliczyć ze wzoru:
Ä
z
2A = ymax Å" + H
2Tz
y - największa wartość y na wyjściu przy ciągłym podawaniu
max
energii.
- Średnia wartość stabilizowanego przebiegu nie pokrywa się z wartością
1
zadanÄ… z wyjÄ…tkiem, gdy yo = ymax .
2
y
wartość maksymalna y
Obiekt niedogrzany
0,5 ymax
regulacja średnia
Obiekt przedogrzany
4. Poprawa jakości.
Można zauważyć, że jakość regulacji rośnie ze spadkiem amplitudy A i
bÅ‚Ä™du Å›redniego µ gdzie µ =y -y .
śr śr o średnie
Sposoby poprawy jakości:
- Zmniejszenie y poprzez odłączenie części grzałek, przełączenie
max
 trójkąt-gwiazda , odłączenie dyszy w kotle. Można też zmniejszyć
"y tzn. sztucznie podnieść wartość warunków początkowych np.
max
przy zakresie regulacji ok. 300oC można część grzałek załączyć na
5
stałe tak, aby uzyskać temp. 250oC i tylko doregulowywać
pozostałymi grzałkami.
- Zastosowanie regulatorów  niby ciągłych . Regulator taki produkuje
sygnał dwuwartościowy, okresowy, o stałym okresie, lecz zmiennym
wypeÅ‚nieniu zależnym od wartoÅ›ci µ i algorytmu przeliczania. DziÄ™ki
temu można wybrać wartość zadanÄ… dokÅ‚adnie w y . Jeżeli x =f(µ), to
max śr
można rozróżnić następujące regulatory:
I typu P, gdy x =Kµ
śr i
dµ
dt
II typu PD, gdy x =Kµ +K
śr i 2
dµ
III typu PID, gdy xÅ›r = Kµ + K2 + K3 µ dt
+"
i (t )
dt
Poniższy wykres przedstawia różne rodzaje wypeÅ‚nienia sygnaÅ‚u dla ?µ
niskiego- linia czerwona i dla µ wysokiego- linia zielona.
x
t
6