Politechnika Warszawska Wydział Transportu Zakład Sterowania Ruchem Kolejowym

LABORATORIUM AUTOMATYKI

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 6

REGULATORY DWUPOŁOŻENIOWE

Zespół 1 Pokropski Tomasz 2. Szwonder Krzysztof 3. Jasiński Cezary

GRUPA LTS 1

SEMESTR V

UKŁADY REGULACJI DWUPOŁOŻENIOWEJ

Stanowisko do badania układów regulacji dwupołożeniowej składało się z obiektu statycznego o inercji pierwszego rzędu i regulatora dwupołożeniowego z możliwością regulacji wartości X_p - zakres proporcjonalności, H_p - szerokość pętli histerezy, U - wartości napięcia wejściowego.

Najpierw badaliśmy układ przy stałych nastawach obiektu. Wartości są przedstawione w poniższej tabelce.

	Nastawy stałych obiektu
L.p.	T	T0
1	2	0,75
2	2	0
3	5	0,75

T - stała czasowa inercji

T₀ - stała opóźnienia

Zarejestrowaliśmy procesy przejściowe przy włączeniu układu.

Wyniki naszych badań przedstawia wykres 1

Następnym krokiem było zbadanie układu przy stałych nastawach obiektu

(stałe T, T₀) oraz zmianie parametrów regulacji X_p i N dla U=7,5V według następującej kolejności:

• N= 0 X_p = 0 - wykres 2

• N = 10 X_p = 0 - wykres 3

• N = 0 X_p = 3 - wykres 4

• N = 10 X_p = 3 - wykres 5

Wyniki naszych badań przedstawiają wykresy zamieszczone w sprawozdaniu.

Wnioski

W układach regulacji dwupołożeniowej zadania regulatora spełnia przekaźnik dwupołożeniowy.

W układzie regulacji występują regularne oscylacje wokół wartości zadanej (wykres 2).

Przebieg x(t) składa się z kolejnych odcinków odpowiedzi elementu inercyjnego na wymuszenie skokowe.

Analizując wykres 2 można zauważyć, że charakterystyka x(t) jest okresowa. Drgania są jednakowe, co potwierdza wykres na wejściu, przedstawiający częstość przełączeń regulatora. Kształt tego wykresu nie powinien zawierać zaokrągleń, które występują w naszym przypadku. Jest to spowodowane niedoskonałością rejestratora XY. Wracając do wykresu, na wyjściu widać, że uchyb średni jest duży a amplituda drgań ustalona.

Po zwiększeniu zakresu proporcjonalności X_p=1 (wykres 4) zmniejsza się uchyb średni

a wielkość amplitudy pozostaje bez zmian. Zastrzeżenia budzi fakt, iż częstość przełączeń jest zbyt duża. Wpływa to w oczywisty sposób na zużycie przekaźnika ponieważ częstość jest tak duża, że rejestrator nie mógł zarejestrować charakterystyki. Dlatego wielkość amplitudy nie jest taka sama jak na wykresie 2.

Po zwiększeniu szerokości histerezy N=10, przy X_p =1 (wykres 5) częstotliwość przełączeń zmniejsza się, wielkość amplitudy jest taka sama, natomiast uchyb zmniejsza się.

W przypadku gdy N = 10 a X_p = 0 (wykres 3), można zauważyć ,że w porównaniu

z wykresem 2 częstotliwość przełączeń wzrosła, natomiast przebieg wyjściowy pozostał taki sam.

Wynika z tego że :

• większa szerokość histerezy H_p zmniejsza amplitudę a zarazem zwiększa częstotliwość przełączeń,

• większy zakres proporcjonalności X_p zmniejsza uchyb średni.

Zatem w układzie tym będą występować regularne oscylacje wielkości regulowanej wokół wartości zadanej. Wartość regulowana nie osiągnie wartości ustalonej x₀.

Głównymi wskaźnikami jakości są amplituda oscylacji i uchyb średni. Amplituda charakteryzuje wielkość drgań i można ją regulować zmieniając wartość szerokości histerezy. Gdy zwiększymy szerokość histerezy H_P, to czas oscylacji wzrasta (również może służyć jako wskaźnik) i amplituda może się zwiększyć (przy stałym nachyleniu charakterystyki). Uchyb średni to różnica pomiędzy żądaną wartością wyjściową x₀ (osiągniętą w stanie ustalonym), a średnią wartością oscylacji. Gdy zwiększymy X_P - zakres proporcjonalności , to uchyb powinien być mniejszy. Są jeszcze inne wskaźniki takie jak częstość przełączania, które też bierzemy pod uwagę.

---