Politechnika Lubelska

Wydział Elektryczny

Laboratorium Automatyki i Sterowania

Ćwiczenie nr 3

Temat: Badanie regulator*w.

Wykonawcy : Bara Maciej

Siwiec Robert

Wolanin Mariusz

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia by*o wykonanie fizycznych modeli regulator*w typu P, I, PI, PD, PID, zaobserwowanie ich charakterystyk przetwarzania oraz por*wnanie ich z charakterystykami teoretycznymi. Każdy regulator zosta* przebadany dla trzech nastaw element*w. Wszystkie pomiary wykonane by*y dla częstotliwości 100 Hz.

2. Wykonanie ćwiczenia.

2.1 Regulator P

Dla nastaw: R₁ = 1 kΩ

R₂ = 200 kΩ

f = 100 Hz

Otrzymano wykres:

Dla nastaw: R₁ = 4 kΩ

R₂ = 10 kΩ

f = 100 Hz

Otrzymano wykres:

Dla nastaw: R₁ = 6 kΩ

R₂ = 10 kΩ

f = 100 Hz

Otrzymano wykres:

Wykres idealnego przebiegu przetwarzania:

2.2 Regulator I.

Dla nastaw: R₁ = 5 kΩ

C₂ = 0.5 μF

f = 100 Hz

Otrzymano wykres:

Dla nastaw: R₁ = 8 kΩ

C₂ = 0.5 μF

f = 100 Hz

Otrzymano wykres:

Dla nastaw: R₁ = 8 kΩ

C₂ = 0.2 μF

f = 100 Hz

Otrzymano wykres:

2.3 Regulator PI.

Dla nastaw: R₁ = 4 kΩ

R₂ = 10 kΩ

C₂ = 0.5 μF

f = 100 Hz

Otrzymano wykres:

Dla nastaw: R₁ = 4 kΩ

R₂ = 10 kΩ

C₂ = 1 μF

f = 100 Hz

Otrzymano wykres:

Dla nastaw: R₁ = 7 kΩ

R₂ = 10 kΩ

C₂ = 1 μF

f = 100 Hz

Otrzymano wykres:

Wykres idealnego przebiegu przetwarzania:

2.4 Regulator PD

Dla nastaw: R₁ = 9 kΩ

R₂ = 10 kΩ

C₁ = 1 μF

f = 100 Hz

Otrzymano wykres:

Dla nastaw: R₁ = 9 kΩ

R₂ = 10 kΩ

C₂ = 0.2 μF

f = 100 Hz

Otrzymano wykres:

Dla nastaw: R₁ = 5 kΩ

R₂ = 10 kΩ

C₂ = 0.2 μF

f = 100 Hz

Otrzymano wykres:

Wykres idealnego przebiegu przetwarzania:

2.5 Regulator PDI.

Model tego regulatora zosta* wykonany lecz nie urochomiony z powodu wielu trudności na jakie się nadtknęliśmy. Dlatego też ten uk*ad zosta* pominięty za zgodą prowadzącego.

3. Om*wienie wynik*w i wnioski.

Modele fizyczne regulator*w zmontowano ze wzmacniacza operacyjnego w r*żnych konfiguracjach, kt*re pozwala*y realizować dane funkcje regulator*w. Wszystkie pomiary by*y wykonane dla sta*ej częstotliwości 100 Hz. Jedynie nie uda*o się uruchomić regulatora typu PDI. W każdym podpunkcie umieszczono po charakterystykach laboratoryjnych, charakterystyki teoretyczne dla por*wnania.

Dla regulatora typu P: widać z wykres*w, że wykresy są zbliżone do teoretycznego. R*żnią się tylko tym, że napięcie ma harakter nieco opadający. Widać też, iż zmiana rezystacji w tym uk*adzie - zgodnie z przewidywaniami - powoduje jedynie zmianę wsp**czynnika proporcjonalności.

Dla regulatora typu I: elementem ca*kującym jest kondensator. Ma on sko*czona pojemność, więc może zgromadzić sko*czoną ilość energii na swoich ok*adkach. Widać, więc i na tych wykresach linię poziomą w g*rnej (dodatniej) po*owce wykresu, kt*ra jest efektem na*adawania się kondensatora. W praktyce można tak dobrać kondensator aby uniknąć tego typu odstępstw od teoretycznej charakterystyki. Zmiana rezystacji w obwodzie zmienia czas zdwojenia co widać ze zmiany stromości ca*kowania.

Dla regulatora typu PI: jest po*ączeniem dw*ch poprzednich regulator*w. Widać to z wykres*w, że najpierw mamy ca*kowanie, a następnie przetwarzanie w/g danej proporcji, kt*rą można by*o zmieniać rezystorem R₂ . Kondensatorem zmieniać można by*o stromość ca*kowania. Dla wykres*w otrzymanych na ćwiczeniach widać, że kondesator by* dobrany prawid*owo, tzn. aby zapewnić pe*ne ca*kowanie (aby kondensator się nie na*adowa* do swej szczytowej wartości energii).

Dla regulatora typu PD: wykresy otrzymane r*żnią się od teoretycznych w spos*b już istotny. Pierwsze poziome przeciągnięcie jest czasem *adowania się kondensatora. Widać, że jego zmiejszenie powwoduje skr*cenie tego czasu *adowania, co pozwala na przyśpieszenie przetwarzania. Opadanie tej charakterystyki r*wnież nie jest idealne - jest przeciągane niejako, co z kolei jest winą roz*adowywania się kondensatora. Widać, że zmiejszenie tej pojemności powoduje przyśpieszenie czasu opadania co zbliża te charakterystyki do teoretycznych. W zakresie przetwarzania proporcjonalnego nie odstępstw od teorii poza zaokrąglonych przebiegu wy*ączenia, co r*wnież jest winą istnienia pojemności w obwodzie.

---