Projekt z laboratorium Sterowania
Dyskretnego
stanowisko nr 3
Tatar
Radosław
Miłosz
gr. AiR WIMiR
1. Spis treści:
1. Spis treści.
2. Schemat i opis stanowiska.
3. Realizacja zadania regulator P.
4. Wyniki pomiarów.
5. Krótko o innych regulatorach omawianych na zajęciach.
6. Podsumowanie
2. Schemat i opis stanowiska:
Opis działania układu:
Zasada działania układu jest następująca:
Aby sterować położeniem wału, należy sterować
możliwością jego obrotu oraz odczytywać jego
aktualne położenie.
Odczyt jest realizowany poprzez
enkoder, który generuje sygnał na wejścia
dyskretne X0 i X1 sterownika. Sygnał jest
generowany impulsowo wraz z obrotem i jest
zliczany, na tej podstawie określa się ilość i
kierunek obrotów.
Sterowanie wału odbywa się poprzez
regulowanie jego prędkości. Prędkość jest
przekładana na wał z silnika, którym steruje
falownik generując odpowiedni sygnał sterujący.
Falownik generuje sygnał w zależności od
napięcia wejściowego z przetwornika cyfrowo-
analogowego. Przetwornik jest podłączony do
cyfrowych wyjść sterownika Y6 oraz Y7.
rys.1. schemat układu
Opis komponentów:
1. Komputer wraz z programem GX-Developer umożliwiającym programowanie i śledzenie pracy
mikrokontrolera FX3U.
2. Panel dotykowy umożliwiający podgląd i zmianę wybranych rejestrów mikrokontrolera FX3U.
3. Sterownik PLC FX3U firmy Mistubishi.
4. Przetwornik cyfrowo-analogowy FX2N-2DA firmy Mitsubishi.
5. Falownik FR-S520SE-0.
6. Silnik prądu stałego Siemens D-91056.
7. Enkoder MHK40 połączony z wejściami dyskretnymi sterownika FX3U.
rys. 2. Widok silnika z falownikiem, wałem i enkoderem z góry.
rys. 3. Widok sterownika z przodu z podłączonym przetwornikiem
3. Realizacja zadania  regulator P:
a) Opis sposobu sterowania:
Sterowanie silnikiem odbywa się poprzez porównywanie pozycji aktualnej wału z pozycją którą
chcemy osiągnąć. Jeśli brakuje nam stopni obrotu do pozycji pożądanej to zadajemy silnikowi
napięcie do dalszego obrotu, jeśli przekroczyliśmy wartość pożądaną to sterujemy silnikiem tak, by
się cofnął.
Wielkością tego dalszego obrotu oraz powrotu sterujemy poprzez zastosowanie wzmocnień
regulatora. Dzięki temu możemy szybciej osiągnąć wartość zadaną, ale możemy też  z rozpędu ją
przekroczyć. Optymalnie dobrane wzmocnienia(nastawy) pozwolą osiągnąć tę wartość szybko i z
małymi odchyleniami.
b) Program realizujący regulator P:
4. Wyniki pomiarów
a) Wykresy odpowiedzi skokowych układu y na sygnał sterujący u przy skoku x. Z powodu
zarejestrowania zbyt małej liczby próbek, przewidywany dalszy przebieg funkcji został
naszkicowany odręcznie, aby zwizualizować zachowanie układu:
Tp = 5ms, ograniczony zakres u to <-2000;2000>
rys.4. Najpierw wyznaczono wzmocnienie krytyczne poprzez wprowadzenie układu w stan
niegasnących oscylacji  dla Kkr=28.
rys. 5. Po wyznaczeniu Kkr wyznacza się Kp jako połowę Kkr i na tej podstawie uzyskuje się najlepsze wzmocnienie
regulatora P, co obrazuje charakterystyka powyżej.
b) Interpretacja wyników:
Po wyznaczeniu wzmocnienia krytycznego uzyskując niegasnące oscylacje układu wyznaczyliśmy
najlepsze wzmocnienie Kp jako Kkr/2. Uzyskana charakterystyka jest przedstawiona na rys.5. Widać na
niej że czas regulacji to ok. 3s, a przeregulowania są bardzo niewielkie.
Spodziewamy się, że nałożenie większych ograniczeń na sygnał sterujący spowodowałoby
wydłużenie czasu regulacji.
5.