Laboratorium

Podstaw automatyki 2

DATA WYKONANIA:

ĆWICZENIE 3

Rok akademicki

DATA ODDANIA:

BADANIE WŁAŚCIWOŚCI REGULATORÓW PRZEMYSŁOWYCH

OCENA:

1. CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest doświadczalne określenie wpływu typowych regulatorów przemysłowych na właściwości statyczne i dynamiczne układów regulacji automatycznej oraz zapoznanie się z zasadami konstrukcji i metodami doboru ich nastaw.

2. PRZYRZĄDY POMIAROWE

- oscyloskop HAMEG, nr: 019/I8/664/T/1278

3. SCHEMATY BADANEGO UKŁADU

0x01 graphic

Rys.1. Układ przed doborem parametrów regulatora

0x01 graphic

Rys. 2. Układ wraz z regulatorem PID

4. PRZEBIEG ĆWICZENIA

Krok pierwszy:

Połączenie badanego układu z rys.1 w celu poznania jego właściwości.

Otrzymany przebieg zobrazowany jest oscylogramem nr1.

Krok drugi:

Włączenie regulatora PID oraz dobór jego nastaw za pomocą testu Zieglera i Nicholsa.

W układzie zamkniętym regulacji przy wyłączonych członach I oraz D zmienialiśmy wartość kp tak, aby uzyskać przebieg okresowy, którego półokresy możliwie najdokładniej przypominałyby sinusoidę, czyli wyzerowaliśmy zapas stabilności układu. W naszym przypadku wzmocnienie to wyniosło kpgr=3,08.

Układ połączony był jak na rys.2. Przebieg po znalezieniu kpgr przedstawiony jest na oscylogramie nr2, z którego odczytaliśmy okres drgań Tosc=6ms.

Dla regulatora zostały przyjęte następujące wartości kp, Ti, Td:

0x01 graphic

Krok trzeci:

Włączenie członów I oraz D oraz ustawienie nastaw Ti i Td na wartości obliczone powyżej. Rezultat zobrazowany jest oscylogramem nr3.

Ponadto sprawdziliśmy zachowanie się układu przy zmianie wyszczególnionych nastaw regulatora. Rezultat przedstawiony jest w tab.3.

5. Wyniki pomiarów.

Tab.1. Parametry dla układu przed włączeniem regulatora

A1

t1

A2

t2

700 [mV]

5 [ms]

500 [mV]

40 [ms]

Tab.2. Parametry dla układu po dobraniu regulatora

A1

t1

A2

t2

1 [V]

3 [ms]

920 [mV]

26 [ms]

Tab.3. Sprawdzenie zachowania się układu przy zmianie nastaw regulatora

A1

A2

t2

Uwagi

kp = const

Td

bez zmian

Ti = const

bez zmian

kp = const

Ti

bez zmian

Charakterystyka przesunęła się w dół

Td = const

bez zmian

Charakterystyka przesunęła się w górę

Ti = const

kp

bez zmian

Td = const

bez zmian

Ti - brak

kp

Td = const

6. Wnioski

Przed dobraniem regulatora błąd ustalenia wynosił około 0,5. Po dobraniu regulatora przebieg ustala się przy około 920mV i w przybliżeniu „pokrywa się” z wymuszeniem.

Po porównaniu oscylogramów 1 oraz 2 (przed i po korekcją) oraz uwzględnieniu tabeli 3 można stwierdzić, że:

krótszy jest czas ustalania się oscylacji t2,

amplitudy A1, A2 są większe niż przed dobraniem regulatora PID,

przed regulacją napięcie narastało szybciej, tzn. zbocza opadające i narastające każdego drgania malało (rosło) około połowy w stosunku do poprzedniego zbocza narastającego (opadającego)

po regulacji napięcie narastało wolniej