INSTYTUT INFORMATYKI, AUTOMATYKI I ROBOTYKI |
|||
|
|||
POLITECHNIKI WROCŁAWSKIEJ |
|||
|
|||
LABORATORIUM |
|||
|
|||
Wykonawcy: Monika Marciniak (149462) Wojciech Hudaszek (142430) Jakub Wilk (149500) |
Grupa: |
Rok Akademicki: |
Semestr: |
|
|
|
|
|
Wykonano: |
Oddano: |
Ocena: |
|
|
|
|
Numer Ćwiczenia: 11 |
Temat: Dobór nastaw regulatorów. |
||
|
|
||
|
|
||
|
|
W trakcie ćwiczenie dokonano doboru nastaw regulatora PID, na podstawie aproksymacji parametrów dynamicznych układu.
Wielkością sterowaną była prędkość obrotowa silnika elektrycznego napędzającego dmuchawę.
Wielkością mierzoną przepływ powietrza przez rurę wylotową dmuchawy.
Sterowanie realizował sterownik Sipart.
Przebieg ćwiczenia:
1) Pobudzenie układu skokiem jednostkowym
Rozpoczęto od zbadania odpowiedzi układu na skok jednostkowy. Przygotowany wykres pozwolił na zastosowanie aproksymacji Strejca oraz Kupfmüllera. Obliczone w ten sposób parametry czasowe pozwoliły na dobór nastaw regulatora zgodnie z empirycznymi zależnościami, które znaleźć można w literaturze.
Tab1. Nastawy wyliczone na podstawie aproksymacji Strejca:
Regulator |
Kp |
Ti |
Td |
PI |
0,35 |
16,48 |
- |
PID |
0,47 |
9,9 |
2,475 |
2) Realizacja regulacji proporcjonalnej
Pierwszym doświadczeniem była realizacja regulacji proporcjonalnej.
Przyjęto parametry:
Kp = 2, Ti = ∞
Sposobem sprawdzenia regulacji było zakłócenie swobodnego przepływu powietrza, poprzez przesłonięcie otworu wlotowego.
Wnioski: Regulacja proporcjonalna jest podatna na zakłócenia. Po przesłonięciu przepływ spada do stałego poziomu, niższego niż poziom pożądany. Można wręcz stwierdzić, że w przypadku regulacji proporcjonalnej, ciężko jest mówić o jakiejkolwiek regulacji. Po przejściu przez regulator następuje zaledwie wzmocnienie sygnału sterującego, proporcjonalne do parametru Kp.
3) Realizacja regulacji PI
Dla wyliczonych nastaw zrealizowano sterowanie za pomocą sterownika Sipart. Efekty zakłóceń, obserwowane na wykresach, dowodzą, że regulacja PI skuteczniej radzi sobie z zakłoceniami.
Wnioski: Regulacja proporcjonalno całkująca jest w stanie utrzymać wielkość regulowaną na stałym poziomie. Czas regulacji jest zależny od wielkości zakłócenia.
4) Realizacja regulacji PID
Ostatnim etapem była realizacja regulacji PID zgodnie z wyliczonymi nastawami.
Wnioski: Regulacja PID realizuje w pełni postawione jej zadanie. Sprowadza układ do zadanego położenia, nawet przy stosunkowo dużych zakłóceniach. Ponadto dodanie członu różniczkującego sprawia, że czas regulacji jest krótszy.