SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA LABORATORYJNEGO

Politechnika Śląska w Gliwicach INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI I STEROWANIA UKŁADÓW
LABORATORIUM SYSTEMÓW CAD W UKŁADZIE STEROWANIA
Wykonano: 13.10.2012r.
Oddano: 27.10.2012r.

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie właściwości regulatora PI w wykorzystaniu programu MatLAB. Ćwiczenie realizowane w w/w programie doskonale odwzorowanie regulatora PI, jak również zdobywamy doświadczenie, które może przydać się w przyszłości.

1. Zadania

   1. Odpowiedź regulatora na PI na skok jednostkowy :

Dane: Kp=2, Ki=20, [Upper lower]= [10 -10], Step -> 2 0,1s

2.1.1.a. Schemat układu:

2.1.1.b. Zarejestrowane przebiegi:

2.1.2. Odpowiedź regulatora na PI na skok jednostkowy :

PI1(fioletowy): (Kp=2, Ki=20, Upper lower= 10 -10); PI2(niebieski): (Kp=1, Ki=20, Upper lower= 10 -10) PI3(czerwony): (Kp=4, Ki=20, Upper lower= 10 -10); PI4(zielony): (Kp=2, Ki=30, Upper lower= 10 -10) PI5(granatowy): (Kp=2, Ki=10, Upper lower= 10 -10)

2.1.2.a. Schemat układu:

2.1.2.b. Zarejestrowane przebiegi:

1. Generator sygnału prostokątnego

Dane: Amplitude=8, period =1/5; pulse width=50%

2.2.a.Schemat układu:

2.2.b.Zarejestrowane przebiegi:

2.3 Generatory sygnału prostokątnego

Dane: Generator: Amplitude=4, period =1/5; pulse width=25%

Generator1: Amplitude=4, period =1/5; pulse width=75%; Phase delay= -0.05

2.3.a.Schemat układu:

2.3.b.Zarejestrowane przebiegi:

2.3 Odpowiedź regulatora PI na przebieg prostokątny jak w punkcie 2.2

Dane: Generator : Amplitude=4, period =1/5; pulse width=75%; Phase delay= -0.25*1/5

PI1(fioletowy): (Kp=2.5, Ki=20, [Upper Lower]= [10 -10]); PI2(niebieski): (Kp=1, Ki=20, [Upper Lower]= [10 -10]); PI3(czerwony): (Kp=4, Ki=20, [Upper Lower]= [10 -10]) ; PI4(zielony): (Kp=2.5, Ki=30, [Upper Lower]= [10 -10]); PI5(granatowy): (Kp=2.5, Ki=10, [Upper Lower]= [10 -10])

2.3.a. Schemat układu:

2.3.b. Zarejestrowane przebiegi:

4. Odpowiedź regulatora PI dla różnych nastawień regulatora i przebiegu prostokątnym jak w punkcie 2.3

Dane: Generator: Amplitude=4, period =1/5; pulse width=75%; Phase delay= -0.05*0.025

Generator1 : Amplitude=4, period =1/5; pulse width=25%; Phase delay= -0.025

PI1(fioletowy): (Kp=0, Ki=20, [Upper Lower]= [10 -10]); PI2(niebieski): (Kp=1, Ki=20, [Upper Lower]= [10 -10]); PI3(czerwony): (Kp=4, Ki=20, [Upper Lower]= [10 -10]); PI4(zielony): (Kp=2.5, Ki=30, [Upper Lower]= [10 -10]); PI5(granatowy): (Kp=2.5, Ki=10, [Upper Lower]= [10 -10])

2.4.a.Schemat układu:

2.4.b.Zarejestrowane przebiegi:

1. Wnioski

Analizując odpowiedź regulatora PI na skok jednostkowy zauważono, że regulator po przejściu przez wartość zadaną zaczyna dalej narastać do uzyskania zadanej wartości Kp. Jeżeli sygnał osiągnie już w/w wartość kontynuuje narastanie sygnału do uzyskania zadanej wartości Ki, gdy wartość Ki zostanie już osiągnięta sygnał stabilizuje się i jest stały. Zmiana wartości Kp powoduje podtrzymanie się sygnału wejściowego, co zauważono w przebiegu 2.1.2.b. Czym większy Kp tym podtrzymanie sygnału w linii pionowej jest wydłużone do osiągnięcia zadanej wartości. Następnie sygnał wzrasta liniowo do osiągnięcia wartości Ki. Generator daje nam możliwość ustawienia szerokości impulsu, wykorzystaną tą opcję w punkcie 2.3 i 2.4. W pierwszym przypadku zastosowano jeden generator z 75% wypełnieniem. Układ zachowywał się podobnie jak w przypadku podania skoku jednostkowego. Sygnały powtarzały się z większą częstotliwością przechodząc w czasie 1 sekundy przez 3 pełne okresy. Porównując przebiegi 2.3 i 2.4 stwierdzam, iż dokładając drugi generator o mniejszym wypełnieniu, odpowiedź regulatora pojawia się z większą częstotliwością.