Politechnika Śląska 11.03 2009

Gliwice

LABORATORIUM PODSTAW AUTOMATYKI

Temat :

REGULACJA DWUSTANOWA

Gr. EE, SEKCJA 5

Studenci:

Andrzej Sapeta

Mirosław Pastor Albert Straszak Rafał Kumala

1. Wstęp teoretyczny

Regulacja dwustanowa, nazywana także jako dwupołożeniowa, jest jednym z prostszych a zarazem tańszych metod regulacji. Regulator ten może przyjmować jeden z dwóch określonych stanów :

• Włączenie sygnału sterującego ( „ 1 „ ) ,

• Wyłączenie sygnału sterującego ( „ 0 „ ).

Zadaniem takiego regulatora jest nieustanne porównanie ze sobą dwóch wielkości, wielkości regulowanej z wielkości zadaną oraz podaniem na obiekt odpowiedniego sygnału zmniejszającego uchyb do minimum. Skutkiem, jaki narzuca sposób regulacji, a mianowicie przyjmowanie tylko dwóch stanów pracy powoduje, iż wartość regulowana nie jest w stanie się ustalić. Oscyluje ona jednak wokół pewnej wartości średniej, która powinna być jak najbardziej zbliżona do wartości zadanej, którą chcemy uzyskać. Częstotliwość oraz amplituda tych oscylacji zależy głównie od własności regulatora i obiektu.

Struktura regulacji dwustanowej

Badany obiekt ( dwa czujniki temperatury O1 oraz O2 )

2. Układ otwarty

czujnik	υust [°C]	T [s]
1	121,1	1302
2	107,2	1274

P1 = 10W

P2 = 5W

T1 = 354 s

T2 = 402 s

3. Układy ze sprzężeniem zwrotnym

Zwiększenie histerezy powoduje zwiększenie oscylacji w przebiegu wielkości regulowanej.

Charakterystyka wielkości regulowanej po osiągnięciu wartości zadanej przypomina sinusoidę. Oznacza to że czasy T_off i T_on są bliskie równości.

Większa moc grzałki zmniejsza czas osiągnięcia żądanej wartości wielkości regulowanej . Ale pogarsza dokładność regulacji.

4. Obliczenia

5. Wnioski

Po analizie wyników można wywnioskować że badany obiekt nie jest idealnym obiektem pierwszego rzędu, ponieważ posiada on opóźnienie w postaci nie natychmiastowego spadku temperatury po odłączeniu elementu grzejnego, który następował dopiero po paru sekundach. Czas ten jest wynikiem bezwładności układu. Opóźnienie to jest większe w obszarze, gdzie znajduję się czujnik 2 - dlatego można wysunąć wniosek, że im dalej znajduję się czujnik od elementu grzejnego tym większe jest jego opóźnienie. Ma no to zapewne wpływ zastosowany materiał użyty do budowy radiatora oraz transportu energii cieplnej w jego strukturze. Większa jest też stała czasowa oraz mniejsza jest temperatura ustalona.

Z otrzymanych przebiegów możemy wywnioskować, iż częstotliwość oscylacji dla regulatora bez pętli histerezy jest większa niż regulatora z zastosowaną pętlą histerezy wynoszącą 4°C przy takiej samej mocy grzania w wybranym czujniku temperatury.

Wypełnienie sygnału sterującego zależy z od mocy, gdzie podczas mocy P1 przy sprzężeniu od tego samego czujnika, jest ono mniejsze niż przy mocy P2 - zauważono również nieco większą częstotliwość oscylacji a przede wszystkim krótszy czas regulacji.

---