INSTYTUT AUTOMATYKI
POLITECHNIKI ŁÓDZKIEJ
WYDZIAŁ: Elektrotechniki i Elektroniki ROK AKADEMICKI: 1997/98
STUDIUM: Dzienne SEMESTR: IV
KIERUNEK: Elektrotechnika NR GR. LAB: 2
SPRAWOZDANIE Z ĆWICZEŃ
W LABORATORIUM
PODSTAW AUTOMATYKI
ĆWICZENIE NR 6
TEMAT: Synteza regulatorów.
Data wykonania ćwiczenia |
Podpis prowadzącego ćw. |
Data oddania sprawozdania |
Podpis prowadzącego ćw. |
05.05.1998 |
|
19.05.1998 |
|
Nazwisko i Imię |
Nr indeksu |
Ocena kol. |
Ocena spr. |
Uwagi |
Garbaliński Piotr |
85060 |
|
|
|
Grochowalski Paweł |
85070 |
|
|
|
Makowski Tomasz |
81041 |
|
|
|
Mosiński Michał |
85141 |
|
|
|
Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest poznanie struktury i podstawowych parametrów regulatorów o działaniu ciągłym.
Wstęp teoretyczny.
Regulatorem nazywamy urządzenie, które przez odpowiednią zmianę wielkości sterującej zapewnia pożądane zachowanie się obiektu regulacji.
Najprostsza postać układu automatycznej regulacji :
Ze względu na postać transmitancji operatorowej wyróżniamy regulatory:
-proporcjonalne (typu P):
-całkowe (typu I):
-proporcjonalno-całkowe (typu PI):
-proporcjonalno-różnizckowe (typu PD):
-proporcjonalno-całkowo-różniczkowe (typu PID):
gdzie:kp-wzmocnienie regulatora, TI-czas zdwojenia, TD-czas wyprzedzenia, są stałymi dającymi się ustawić w pewnych zakresach.
Badanie elementów składowych regulatorów.
regulator typu P
R1=7,5kΩ
Tab. 1.
R2 = [kΩ] |
3,6 |
11.1 |
26.1 |
kp |
0.46 |
1.46 |
3.46 |
Regulator ten odwraca fazę.
b) regulator typu I
Tab. 2.
C2 = [μF] |
10 |
20 |
TI = [s] |
1 |
1,84 |
TI - czas zdwojenia, czas potrzebny aby sygnał będący rezultatem działania całkującego regulatora zrównał się z działaniem części proporcjonalnej, po podaniu na wejście regulatora sygnału jednostkowego.
regulator typu D.
Dla wymuszenia w postaci skoku jednostkowego:
Dla wymuszenia w postaci liniowej funkcji czasu:
Tabela 3.
Poz. C1 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
C1 = [μF] |
0,5 |
1 |
2,2 |
4,7 |
10 |
14,7 |
18,4 |
TD [s] |
0,05 |
0,14 |
0,3 |
0,6 |
1,2 |
1.7 |
2.25 |
Rysunki : |
|
|
|
|
|
2.6 |
2.7 |
Pomiary dokonywano dla nastaw członu I : C2 = 15 μF
TD - czas wyprzedzenia, charakteryzuje intensywność działania różniczkującego. Można określić go podając na wejście regulatora PD sygnał narastający liniowo. W chwili t = TD sygnał będący wynikiem działania różniczkującego regulatora zrówna się z sygnałem proporcjonalnym do wymuszenia.
Badanie regulatorów.
Regulator PI połączenie równoległe.
R2 [kΩ] |
C1 [μF] |
Wsp. kp |
Czas TI [s] |
Przebieg |
7,5 |
15 |
1 |
2,2 |
3.1 |
7,5 |
75 |
1 |
11,2 |
3.2 |
7,5 |
30 |
1 |
4,5 |
3.3 |
Regulator PD ze sprzężeniem zwrotnym.
Rf [kΩ] |
C1 [μF] |
Wsp. kp |
Czas TI [s] |
Przebieg |
3,6 |
4,7 |
2,5 |
0,6 |
4.1 |
3,6 |
10 |
2,5 |
1,2 |
4.2 |
3,6 |
14,7 |
2,5 |
1,8 |
4.3 |
Wnioski.
Przeprowadzane przez nas ćwiczenie wymagało wiele uwagi i koncentracji z naszej strony. W punkcie gdzie badaliśmy elementy składowe regulatorów, obserwowaliśmy reakcje regulatora na zmianę jego nastawy. Wniosek jaki tu się nasunął to skończone zakresy regulacji wielkości wyjściowej regulatora za pomocą nastawy. Szczególnie jest to widoczne w przypadku regulatorów P i I, mniej w przypadku regulatora D.
W punkcie gdzie badaliśmy regulatory za względu na ich strukturę należy zaznaczyć, że jakakolwiek tu regulacja nastawami była trudna z powodu na ich wzajemną interreakcję, czyli zmiana jednej nastawy miała wpływ na wartość drugiej. Powodowało to trudności w uzyskaniu odpowiednich przebiegów.
Próbowaliśmy także połączyć regulator PID, jednak interreakcje pomiędzy nastawami miała prawdopodobnie na tyle duży wpływ na konfigurację regulatora, że nie udało się nam uzyskać przebiegu charakterystycznego dla PID, zawsze była to część PI lub PD. Świadczy to o trudności z jakimi napotykamy na konfigurację regulatora przy większej ilości nastaw.