Wydział:	Grupa laboratoryjna:
Wydział Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej	wtorek 18:00, tydzień parzysty
Temat ćwiczenia:
Układy regulacji ciągłej i badanie regulatorów.	Ocena:
Skład zespołu:
Juraszek Paweł Gorczyca Mateusz Cygan Krzysztof Dutka Paweł

Regulator ciągły liniowy :
Jest to urządzenie którego sygnał wyjściowy jest funkcją ciągłą w czasie. A jego podstawowym zadaniem jest wytworzenie sygnału sterującego na podstawie sygnału uchybu (odchyłki regulacji) umożliwiającego uzyskanie pożądanego przebiegu wielkości regulowanej niezależnie od występujących zakłóceń. Sposób przetworzenia uchybu na sygnał sterujący nazywamy prawem regulacji.

Regulatory liniowe są opisywane równaniami różniczkowymi liniowymi.
Wyróżniamy następujące typy regulatorów ciągłych liniowych:

• Regulator proporcjonalny „P”
  Realizuje prawo regulacji: u(t) = kε(t)
  Transmitancja opisana wzorem G_R(s) = k

• Regulator całkujący „I”
  Realizuje prawo regulacji: u(t) = $\frac{1}{T_{i}}\int_{}^{}{\varepsilon\left( t \right)\text{dt}}$
  Transmitancja opisana wzorem G_R(s) = $\frac{1}{T_{i}s}$

• Regulator proporcjonalno-całkujący „PI”
  Realizuje prawo regulacji: u(t) = k( ε(t) + $\frac{1}{T_{i}}\int_{}^{}{\varepsilon\left( t \right)\text{dt}}$
  Transmitancja opisana wzorem G_R(s) = k(1+$\frac{1}{T_{i}s}$)

• Regulator proporcjonalno-różniczkujący „PD”
  Transmitancja opisana wzorem G_R(s) = k(1+$\frac{T_{d}s}{Ts + 1}$)

• Regulator proporcjonalno-całkująco-różniczkujący „PID” - rzeczywisty
  Transmitancja opisana wzorem G_R(s) = k(1 + $\frac{1}{T_{i}s}$ + $\frac{T_{d}s}{Ts + 1}$)

Układ regulacji ciągłej:
Poniżej znajduje się schemat układu regulacji ciągłej. Zaznaczono na nim regulator „R” oraz obiekt regulowany „O”.

r(t) – sygnał wielkości zadanej u(t) – sygnał sterujący
ε(t) – sygnał uchybu regulacji y(t) – sygnał odpowiedzi układu

Jest to klasyczny układ sterowania o szeregowym połączeniu obiekt – regulator zapewniający stabilne sterowanie obiektem przy odpowiednim dobraniu typu i współczynników regulatora.
Do oceny działania układów sterowania porównuje się ich zachowania na wymuszenie skokowe. Porównuje się wówczas parametry takie jak:

• Czas regulacji – jest to czas mierzony od chwili zadziałania wymuszenia na układ do chwili w której wartość uchybu przejściowego zmaleje trwale poniżej δ% jego maksymalnej bezwzględnej wartości.

• Wartość ustalona – jest to wartość gdy nie występują już zmiany sygnału wyjściowego

• Przeregulowanie – jest to bezwzględna wartość stosunku uchybów ε_{1 do} ε_0, gdzie ε₀ jest największą wartością uchybu przejściowego, a ε₁ największą wartością uchybu przejściowego o znaku przeciwnym do ε_0. Często podawane w procentach

• Czas maksymalnego piku

• Uchyb ustalony to różnica pomiędzy sygnałem zadanym a odpowiedzią układu w stanie ustalonym

• Uchyb przejściowy to różnica pomiędzy sygnałem zadanym a odpowiedzią układu w stanie nieustalonym

• Czas narastania odpowiedzi

Wpływ współczynników regulatorów na czas regulacji i przeregulowanie:
Zwiększenie wzmocnienia K może spowodować przeregulowanie obiektu, zwiększa również czas regulacji.

Stała całkowania Ti wpływa znacząco zarówno na czas regulacji, jak również spowodować przeregulowanie obiektu.

Dla rosnącej wartości Td członu różniczkującego wzrasta czas regulacji jak i przeregulowanie. 0,45s dla Td=0.01 do około sekundy przy Td=1, przeregulowanie wynosi około 10% dla Td=0,01, do około 30% przy Td=3.

Wykorzystana nastawa: Kp=8 Ti=23 Td=0.5
Nastawy dobrane metodą prób i błędów. Mając na uwadze iż K wpływa znacząco na prąd rozruchowy i wydłuża czas regulacji. Większe wartości Ti pozwalają szybciej osiągnąć wymaganą prędkość lecz mogą powodować przesterowanie, jednocześnie znacząco zwiększając prąd rozruchowy. Td zmniejsza prąd rozruchowy i wpływa na przeregulowanie.

Wnioski:

Regulatory ciągłe liniowe pozwalają wpłynąć na obiekty regulowane pozwalając osiągnąć wymagane parametry poprzez zmianę współczynników regulatora. Tak jak np. w silniku – w którym to pozwalają na zmniejszenie prądu rozruchowego i wcześniejsze osiągnięcie zadanej prędkości.