INSTYTUT AUTOMATYKI PRZEMYSA
OWEJ  ZAKA
AD AUTOMATYKI
URKS  Układ regulacji kaskadowej
1. Cel ćwiczenia
Zapoznanie się z zasadą działania i właściwościami układu
Zaprojektowanie układu regulacji kaskadowej
Przeprowadzenie symulacji pracy układu w środowisku MATLAB
2. Przebieg ćwiczenia
- określenie modelu obiektu oraz zakłóceń
- dobór nastaw regulatorów R1 i R2 do obiektu
- przeprowadzenie symulacji pracy układu w obecności zakłóceń Z1 i Z2
- zaobserwowanie efektu linearyzacji charakterystyki statycznej członu G1
Z1
Z2
G1(s) G2(s)
y
yp
- -
R2(s)
R1(s)
y0
+
+
Rys. 1 Układ regulacji kaskadowej
Należy zbudować układ zgodnie ze schematem blokowym oraz wykreślić charakterystykę y(t) dla URKS
oraz y1(t) dla klasycznego układu PID przy braku zakłóceń. W tym celu należy dobrać nastawy regulatora
klasycznego układu PID oraz R1 i R2 dla URKS. Można posłużyć się dowolną metodą doboru nastaw (jak
dla klasycznego układu obiekt-regulator). Dla URKS procedura doboru nastaw regulatorów R1 i R2 jest
następująca: w pierwszej kolejności dobieramy R2 aby uzyskać zadawalającą jakość regulacji częścią
obiektu G1 (wielkośc yp) bez R1. Następnie dobieramy R1 przy czym zastępczym obiektem regulacji jest
układ regulacji wielkości pomocniczej połączony w szereg z częścią obiektu G2 (zawierającą opóz
nienie).
URKS 1
INSTYTUT AUTOMATYKI PRZEMYSA
OWEJ  ZAKA
AD AUTOMATYKI
URKS 2
Zakłócenia działające na część G1(s). Należy wykreślić charakterystyki: y(t), y1(t), z(t) oraz porównać wskaz
niki regulacji ISE i ISE1
INSTYTUT AUTOMATYKI PRZEMYSA
OWEJ  ZAKA
AD AUTOMATYKI
URKS 3
Zakłócenia działające na część G2(s). Należy wykreślić charakterystyki: y(t), y1(t), z(t) oraz porównać wskaz
niki regulacji ISE i ISE1
INSTYTUT AUTOMATYKI PRZEMYSA
OWEJ  ZAKA
AD AUTOMATYKI
Linearyzacja charakterystyki statycznej części G1(s)
Jeżeli charakterystyka statyczna obiektu jest silnie nieliniowa, zapewnienie jakości regulacji na
odpowiednim poziomie może być trudno osiągalne. Jeśli uda się wyodrębnić część obiektu odznaczającą
się dużymi nieliniowościami (G1) możliwe jest polepszenie jakości regulacji stosując URKS.
Należy wykreślić charakterystyki:
yp=f(x)  charakterystyka przed linearyzacją
yp=f(a)  charakterystyka po linearyzacji
3. Sprawozdanie
W sprawozdaniu należy:
- podać cel ćwiczenia
- krótko opisać podstawy teoretyczne
- podać parametry obiektu, jego modelu i regulatorów
- umieścić schematy blokowe układów regulacji
- opisać przebieg ćwiczenia, umieścić zarejestrowane wykresy i podać pomierzone
wskaz
niki jakości regulacji
- porównać w formie wniosków uzyskaną jakość regulacji kaskadowej z regulacją
jednoobwodową .
4. Wymagany zakres wiedzy
Budowa, zasada działania i właściwości układu regulacji kaskadowej.
Rodzaje i dobór nastaw regulatorów w układzie regulacji kaskadowej.
Kryteria jakości regulacji.
5. Warunki zaliczenia
Wykonanie ćwiczenia
Uzyskanie przynajmniej oceny dostatecznej za sprawozdanie
Uzyskanie przynajmniej oceny dostatecznej z zaliczenia pisemnego obejmującego
wymagany zakres wiedzy podany wyżej oraz wiedzy nabytej w czasie ćwiczenia.
URKS 4
INSTYTUT AUTOMATYKI PRZEMYSA
OWEJ  ZAKA
AD AUTOMATYKI
6. Literatura:
Findeisen W.: Technika regulacji automatycznej. PWN, Warszawa 1978.
Żelazny M.: Podstawy automatyki. PWN, Warszawa 1976.
Rojka R.: Laboratorium automatyki przemysłowej. Opole 1992.
Trybalski Z.: Laboratorium układów regulacji. Gliwice 1980.
Górecki H: Analiza i synteza układów regulacji z opóz
nieniem. WNT, Warszawa 1971.
Skoczowski S: Technika regulacji temperatury. Wydawnictwo Miesięcznika PAK,
Warszawa  Zielona Góra 2000.
Opracował: dr inż. Henryk Misztal
URKS 5