uNIWERSTECH TECHNOLOGICZNO humanistyczny Wydz. Transportu i elektrotechniki	LABORATORIUM AUTOMATYKI I REGULACJI AUTOMATYCZNEJ	Data: 04.01.2013
Imię i nazwisko: Mieczysław Maranowski Jacek Stępka Michał Szuchnik	Grupa:	Zespół:
Nr ćwiczenia:	Temat: Dobór nastaw regulatorów Metody Zieglera - Nicholsa	Ocena:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z układem regulacji stało wartościowej, identyfikacją obiektu regulacji i metodami nastaw regulatora.

Obiekty regulacji klasyfikuje się głównie ze wzglądu na ich wartości dynamiczne. Najczęściej spotykana klasyfikacja wyróżnia cechę samodzielnego osiągnięcia równowagi trwałej po wprowadzeniu wymuszenia skokowego. Z tego punktu widzenia obiekty dzielimy na:

• statyczne (bez działania całkującego

• dynamiczne (z działaniem całkującym)

Podstawowym warunkiem prawidłowego rodzaju regulatora jest znajomość własności obiektu regulacji.

Praktyczne reguły Zieglera – Nicholsa stanowią najprostszy sposób doboru nastaw regulatora. Są to dwie metody. Pierwsza opiera się na kształcie odpowiedzi obiektu na skok jednostkowy, a druga wykorzystuje informację uzyskaną na granicy stabilności układu z regulacją P (proporcjonalną)

W metodzie pierwszej decydujące dla dynamiki układu regulacji są tylko dwa parametry: T₀ i N. Parametr N jest maksymalnym nachyleniem stycznej odpowiedzi obiektu na wymuszenie skokowe a T₀ jest czasem opóźnienia obiektu.

Parametry N w naszym przypadku wynosi 0,24 a T₀= 2,2.

Schemat blokowy i odpowiedź skokową przedstawia załączony wydruk.

Optymalne nastawy regulatorów dla naszego układu wynoszą:

Dla regulatora P:

$$k_{p} = \frac{1}{NT_{0}} = \frac{1}{0,24 \bullet 2,2} = 1,89$$

Dla regulatora PI:

$$k_{p} = \frac{0,9}{NT_{0}} = \frac{0,9}{0,24 \bullet 2,2} = 1,70$$

T_i = 3, 3T₀ = 3, 3 • 2, 2 = 7, 26

Dla regulatora PID:

$$k_{p} = \frac{1,2}{NT_{0}} = \frac{1,2}{0,24 \bullet 2,2} = 2,27$$

T_i = 2T₀ = 2 • 2, 2 = 4, 4

T_d = 0, 5T₀ = 0, 5 • 2, 2 = 1, 1

W metodzie drugiej optymalne nastawy są dane w zależności od współczynnika wzmocnienia k_kryt na granicy stabilności przy regulacji typu P oraz do okresu drgań periodycznych T_osc przy tej wartości granicznej współczynnika wzmocnienia.

Parametry k_kryt wynosi 14,4o okres drgań periodycznych T_osc =5,1.

Schemat blokowy i odpowiedź skokową przedstawia załączony wydruk.

Optymalne nastawy regulatorów dla naszego układu wynoszą:

Dla regulatora P:

k_p = 0, 5k_kryt = 0, 5 • 14, 4 = 7, 2

Dla regulatora PI:

k_p = 0, 45k_kryt = 0, 45 • 14, 4 = 6, 48

T_i = 0, 85T_osc = 0, 85 • 5, 1 = 4, 335

Dla regulatora PID:

k_p = 0, 6k_kryt = 0, 6 • 14, 4 = 8, 64

T_i = 0, 5T_osc = 0, 5 • 5, 1 = 2, 55

T_d = 0, 125T_osc = 0, 125 • 5, 1 = 0, 6375

Wnioski

Część praktyczna ćwiczenia przebiegła zgodnie z opisem zawartym w części teoretycznej. Wyznaczenie parametrów k_p T_i T_d było bardzo proste i sprowadzało się do podstawienia do wzorów wartości odczytanych z wykresów uzyskanych na ekranie komputera (a następnie wydrukowanych).

Obie metody doboru nastaw regulatorów w metodach Zieglera-Nicholsa są bardzo proste co skłania do wykorzystywania ich w praktyce przy projektowaniu układów automatycznej regulacji.