Ćwiczenie 4: Sterowanie obiektem cieplnym

Bokowy Ireneusz

Borkowski Kamil

Kusiak Piotr 03-06-2014r.

1. Wyznaczenie nastaw regulatora PI

- transmitancja zidentyfikowanego obiektu jest postaci:

- dobieramy regulator PI o transmitancji:

- transmitancja układu otwartego, przyjmujemy T_i = T:

- stosując aproksymację Pade’ i podstawienie , otrzymujemy:

- gdzie:

- podstawiając wartości uzyskane na podstawie identyfikacji: mamy:

- k dobieramy na podstawie tabeli dla p% = 9.5:

- czas regulacji obliczamy z zależności:

- ostatecznie transmitancje regulatora i obiektu wynoszą:

2. Obserwacja układu

Po uruchomieniu TwinCAT Scope View i obiektu regulacji czekamy do chwili ustabilizowania się

obiektu. Kiedy nastąpi ustabilizowanie temperatury, zwiększamy skokowo wartość zadaną w i obserwujemy co dzieje się z wyjściem y. Czynność tą powtarzamy kilkakrotnie dla różnych wartości skoku wielkości zadanej i skoków raz do góry raz na dół. Pełny wykres przeprowadzonych doświadczeń przedstawia poniższy rysunek.

Wykres dla podwojonego k_p = 4,2, oraz dla załączenia wiatraka w punkcie x=2100 i odpowiedź

zakłóceniowa, oraz wyłączenie wiatraka w momencie x=4100 oraz odpowiedź w drugą stronę.

Wnioski:

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. Odpowiedni dobór nastaw regulatora PI pozwolił nam osiągnąć zamierzone 9% przeregulowanie.