uNIWERSTECH TECHNOLOGICZNO humanistyczny Wydz. Transportu i elektrotechniki |
LABORATORIUM AUTOMATYKI I REGULACJI AUTOMATYCZNEJ |
Data: 26.10.2012 |
|---|---|---|
Imię i nazwisko: Mieczysław Maranowski |
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.
Wnioski
Układy regulacji z regulatorem typu P na podstawie sygnału podawanego na wejście regulatora, wytwarza on proporcjonalny sygnał sterujący, przy czym celem jest utrzymanie wartości wyjściowej układu na pewnym z góry zadanym poziomie, który jest zwany wartością zadaną (dążenie do eliminacji uchybu regulacji).
Regulatory typu I mają możliwość sprowadzenia prawie do zera odchyłki regulacji. Regulator I charakteryzuje stała czasowa zwana czasem zdwojenia. W regulatorze I prędkość zmian sygnału wyjściowego jest tym większa im mniejsza jest stała czasowa całkowania Ti. Im charakterystyka y(t) jest linią bardziej pionową tym stała Ti jest mniejsza a więc regulator szybciej działa.
Regulator typu D, człon różniczkujący zwany też wyprzedzającym, wprowadza się w celu przyspieszenia przebiegów zachodzących w układzie regulacji. Sygnał wyjściowy członu typu D jest proporcjonalny do prędkości zmian sygnału wejściowego natomiast niezależny od wartości tego sygnału. W przypadku regulatora dodanie członu typu D wprowadza do sygnału wyjściowego składnik zależny od zmian odchyłki regulacji.
Regulatory typu PI pozwalają na eliminację wolnozmiennych zakłóceń, co przekłada się na zerowy uchyb ustalony, niemożliwy do osiągnięcia w regulatorach typu P lub typu PD. Wzmocnienie członu całkującego musi być jednak ograniczone, ponieważ wprowadza on ujemne przesunięcie fazowe, które osłabia tłumienie uchybu regulacji.
Regulatory typu PD dają niezerowy uchyb ustalony – tym większy im większe jest wzmocnienie regulatora. Działanie członu różniczkującego przeciwdziała szybkim zmianom sygnału błędu, co wpływa stabilizująco na działanie układu regulacji. Pozwala to w pewnej mierze na zwiększenie intensywności działania pozostałych parametrów regulatora.
Regulator typu PID Jest to najbardziej uniwersalny regulator. Powstaje przez dołączenie do regulatora PI członu różniczkującego D. Regulator PID łączy zalety wszystkich składowych tzn. uchyb regulacji ε sprowadzony praktycznie do zera, przyspiesza czas regulacji człon P, oraz działa szybciej niż PI dzięki członowi D.