automaty PID, Szkoła, Semestr 5, Podstawy Automatyki - laboratoria, automaty


Przebieg ćwiczenia

1. Układy regulacji PID

Na początku zostały wykreślone charakterystyki skokowe dla badanego obiektu regulacji (wykres 1). Jest on obiektem inercyjnym o transmitancji: 0x01 graphic
. W obiekcie tym można był regulować stałą czasową inercji (T) oraz stałą opóźnienia (T0). Charakterystyki te zostały wykreślone dla następujących nastawów:

L.p.

T

T0

T

T0

[s]

[min]

[s]

[min]

1

2

3

4

5

6

7

1

1

=0

12

0,2

0

0

2

1

≠0

10

0,166

17

0,283

3

3

jak wyżej

42

0,716

17

0,283

Na podstawie charakterystyk określiliśmy stałe czasowe i opóźnienia. Stała czasowa została ustalona po przez przeprowadzenie w ⅔ wysokości odpowiedzi układu prostej prostopadłej. Prosta ta przecina wykres charakterystyki w punkcie którego współrzędna czasu odpowiada stałej czasowej. Opóźnienie zostało określone po przez zmierzenie odległości pomiędzy początkiem układu współrzędnych a punktem w którym zaczęła się rysować charakterystyka przy uwzględnieniu iż jeden milimetr odległości odpowiada jednej sekundzie. Wyniki zostały podane w tabeli powyżej (pozycje 4-7).

Następnie dla układu nr.2 z powyższej tabeli zostały określone optymalne nastawy regulatorów P, PI, PID zakładając że przeregulowanie 0% i jak najmniejszego czasu regulacji. Wyniki tych obliczeń przedstawione są poniżej:

Regulacja typu

Wzmocnienie proporcjonalne kp regulatora

Współczynnik proporcjonalności xp (odwrotność kp w procentach)

Stała całkowania lub czas zdwojenia Ti

Stała różniczkowania lub czas wyprzedzenia Td

P

0,176

568%

X

X

PI

0,352

284%

0,31

X

PID

0,558

179%

0,68

0,1132

Po obliczeniach dla każdego rodzaju regulatora zostały wykreślone dwie charakterystyki (wykres 2): charakterystyka przejściowa oraz charakterystyka regulacyjna (korekcyjna).

2. Układy regulacji dwupołożeniowej

Wykreślono charakterystykę dla układu proporcjonalnego oraz inercyjnego dla różnego stopnia inercji oraz dla różnego opóźnienia przy niezmiennej strefie histerezy oraz zakresie proporcjonalności (wykres 3).

Następnie wykreślono charakterystykę układu proporcjonalnego i inercyjnego przy zmianie strefy histerezy i zakresu proporcjonalności (wykres 4).

Wnioski

1. Układy regulacji PID

Porównując charakterystyki regulacyjne dla elementu P (proporcjonalnego) oraz PID (proporcjonalno-całkująco-różniczkującego) można zauważyć iż początek regulacji następuje po pewnym czasie. Jest to zgodne z oczekiwaniami ponieważ układ zawierał pewne opóźnienie T0. Po tym czasie zaczynają działać zakłócenia i pojawia się uchyb. W obu przypadkach rośnie on według podobnych krzywych, z tym że uchyb dla układu P jest odrobinę większy.

Układ PID zaczyna wcześniej zmniejszać uchyb (o około 10 sekund). W początkowej fazie następuje raptowne zmniejszenie uchybu po czym dalsze zmniejszanie ma charakter asymptotyczny. Natomiast w układzie P zmniejszanie następuje w sposób płynny i ma charakter oscylacyjny z przekroczeniem wartości zadanej.

Czas regulacji w obydwu przypadkach jest porównywalny. Jednakże dla układu regulacji typu P cechuje się tym iż uchyb spada skokowo i kolejne wychylenia od wartości zadanej są mniejsze dla odpowiednich chwil, w dłuższym okresie czasu, niż przy regulacji PID. Każdy skok trwa jednak dłużej i dlatego czasy te są porównywalne.

W obu przypadkach nie zaobserwowano uchybu statycznego a więc są to układy astatyczne.

2. Układy regulacji dwupołożeniowej

Układa regulacji dwupołożeniowej nie dąży do osiągnięcia wartości zbliżonej do wartości zadanej tylko oscyluje wokół niej. Wydaje się iż wartość zadana nie jest osią symetrii oscylacji. Oscylacja jest przesunięta względem wartości zadanej ku dołowi. Na rysunku 4 można zauważyć wpływ szerokości histerezy oraz zakresu proporcjonalności na przebieg regulacji.

Wraz ze wzrostem szerokości histerezy zmniejsza się uchyb średni. Można to zauważyć porównując część 5 i 6 wykresu z rysunku 4. Natomiast zwiększenie zakresu proporcjonalności powoduje zwiększenie amplitudy drgań przy zmniejszeniu częstości przełączeń.

Na wykresie 3 można zauważyć wpływ opóźnienia na przebieg regulacji. Gdy układ działa bez opóźnienia amplituda drgań jest tak mała iż niemalże poziom wielkości zadanej ustala się na jednym poziomie. Zwiększenie opóźnienia powoduje zwiększenie amplitudy drgań a więc są większe odchylenia od wartości zadanej. Spada przy tym częstość oscylacji wokół wartości zadanej.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Z2, Szkoła, Semestr 5, Podstawy Automatyki - laboratoria, Automaty lab, Automaty, Zestawy
Z9, Szkoła, Semestr 5, Podstawy Automatyki - laboratoria, Automaty lab, Automaty, Zestawy
ZESTAW 1, Szkoła, Semestr 5, Podstawy Automatyki - laboratoria, Automaty lab, Automaty, Zestawy
Przekazniki, Szkoła, Semestr 5, Podstawy Automatyki - laboratoria, automaty
156, Szkoła, Semestr 5, Podstawy Automatyki - laboratoria, Automaty lab, Automaty, Kolos, Kolos
Sciaga234, Szkoła, Semestr 5, Podstawy Automatyki - laboratoria, Automaty lab, Automaty, Kolos, Kolo
konop, Szkoła, Semestr 5, Podstawy Automatyki - laboratoria, Automaty lab, Automaty, Kolos, Kolos
Przekazniki1, Szkoła, Semestr 5, Podstawy Automatyki - laboratoria, automaty
ZESTAW 6, Szkoła, Semestr 5, Podstawy Automatyki - laboratoria, Automaty lab, Automaty, Zestawy
WNIOSKI UZUPEŁNIENIE, Szkoła, Semestr 5, Podstawy Automatyki - laboratoria, Automaty lab, Automaty,
Z6, Szkoła, Semestr 5, Podstawy Automatyki - laboratoria, Automaty lab, Automaty, Zestawy
Cwiczenie 1 moje - obiekt dynamiczny linowy, Szkoła, Semestr 5, Podstawy Automatyki - laboratoria, A
przekazniki automaty 5 wojto, Szkoła, Semestr 5, Podstawy Automatyki - laboratoria, Podstawy Automat
234, Szkoła, Semestr 5, Podstawy Automatyki - laboratoria, Automaty lab, Automaty, Kolos, Kolos
Automatyka -moja, Szkoła, Semestr 5, Podstawy Automatyki - laboratoria, automaty, automaty, automaty
Z10, Szkoła, Semestr 5, Podstawy Automatyki - laboratoria, Automaty lab, Automaty, Zestawy

więcej podobnych podstron