Sprawozdanie

na temat:

„Badanie statycznych i dynamicznych właściwości regulatorów PID”

(Cykl 3, temat 1)

Grupa 2

Magdalena Wiśniewska

Małgorzata Potocka

Kamil Turalski

Jakub Oleszczuk

Konrad Michałek

Łukasz Tomaszek

Wprowadzenie

Regulator PID pracuje w pętli sprzężenia zwrotnego, oblicza wartość uchybu jako różnicę pomiędzy zmierzoną wartością zmiennej procesu i pożądaną wartością zadaną i działa w taki sposób, by zredukować uchyb poprzez odpowiednie dostosowanie sygnału podawanego na wejście regulowanego obiektu.

Algorytm obliczeń regulatora PID zawiera trzy oddzielne stałe parametry i dlatego czasami bywa nazywany regulatorem z trzema członami: proporcjonalnym, całkującym i różniczkującym, oznaczonymi odpowiednio P, I i D.

Przetwarza sygnał wejściowy ε(t) według trzech realizowanych równolegle operacji dynamicznych:

- wzmocnienia proporcjonalnego ze współczynnikiem kr

- różniczkowania ze współczynnikiem kr,Td , (Td czas wyprzedzenia)

- całkowania ze współczynnikiem kr/Ti , (Ti czas zdwojenia)

Schemat strukturalny regulatora PID

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z budową, zasadą działania, zastosowań i właściwości regulatorów PID.

Wartość zadana wynosiła 10 mA i zmieniała się co 0,5 mA do 20 mA. Sygnał wyjściowy mieścił się w zakresie 4-20,5 mA.

Ti= ∞

Td= 0

Kp = Wy [%] / We [%]

E = y – y0

Tabela pomiarów:

Odczyt z regulatora Wejście [mA]	Odczyt z miernika analogowego Wejście [mA]	% Wejście	Wyjście [mA]	% Wyjście	kp = WY / WE	e = y - y0
11	10	0	4	0,025	0	0
11,5	10,5	5	5	6,37	1,274	0,5
12	11	10	6,2	12,65	1,265	1
12,5	11,5	15	7,2	18,8	1,25333	1,5
13	12	20	8,3	25,04	1,252	2
14	12,5	25	9,2	31,35	1,254	2,5
14,5	13	30	10,2	37,52	1,25067	3
15	13,5	35	11,2	43,85	1,25286	3,5
15,5	14	40	12,5	50,03	1,25075	4
16	14,5	45	13,5	56,28	1,25067	4,5
16,5	15,15	51,5	14,5	62,59	1,21534	5,15
17	15,5	55	15,5	68,77	1,25036	5,5
17,5	16	60	16,5	75,05	1,25083	6
18,2	16,5	65	17,5	81,32	1,25108	6,5
19	17	70	18,5	87,53	1,25043	7
19,5	17,5	75	19,5	93,78	1,2504	7,5
20	18	80	20,5	100	1,25	8
20,5	18,5	85	20,5	100	1,17647	8,5
21	19	90	20,5	100	1,11111	9
21,5	19,5	95	20,5	100	1,05263	9,5
22,5	20	100	20,5	100	1	10

W tym ćwiczeniu zapoznaliśmy się z nastawami regulatora cyfrowego PID oraz wyznaczaliśmy charakterystyki statyczne regulatora dla współczynnika proporcjonalności. A następnie badaliśmy zachowanie się regulatora na wymuszenia skokowe dla nastaw P,PI,PID, co zostało przedstawione na wykresach dołączonych do sprawozdania.

Wnioski:

- Z analizy wykresu charakterystyki statycznej wynika, że zależność wejścia do wyjścia jest liniowa. Wyznaczone k_p dla poszczególnych pomiarów nie różni się znacznie od średniej, co wskazuje ze ćwiczenie zostało wykonane poprawnie bez dużych błędów.

- W przypadku odpowiedzi skokowej regulatora PI wariant 1 działał przy krótszym czasie zdwojenia Ti – czyli szybkość działania całkującego regulatora w przypadku 1 była większa.