1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było obserwacja przebiegów przejściowych poszczególnych regulatorów przy różnych nastawach oraz dobranie odpowiednich wartości nastaw w celu uzyskania najlepszej stabilizacji.

2. Schematy i wykresy zamodelowanych układów regulacji:

• Regulator proporcjonalny:

Dla k_p=3,2

Ti= duża wartość

T_d=0

Dla k_p=1.5

Ti= duża wartość

T_d=0

Dla k_p=10

Ti= duża wartość

T_d=0

Możemy zauważyć iż ze wzrostem współczynnika wzmocnienia wzrasta charakter oscylacyjny sygnału. Najlepszą regulację uzyskujemy przy małych wartościach współczynnika wzmocnienia. Zauważamy wtedy najmniejsze różnice pomiędzy wartościami A₁ i A₂.

• Regulator proporcjonalno-całkujący:

Dla k_p=3,2

Ti= 100

T_d=0

Dla k_p=3,2

Ti= 10

T_d=0

Dla k_p=3,2

Ti= 5000

T_d=0

Możemy zauważyć iż ze wzrostem czasu zdwojenia występuje charakter oscylacyjny sygnału. Zaś przy małych wartościach czasu zdwojenia nie występuje on.

• Regulator proporcjonalno-różniczkujący:

Dla k_p=3,2

Ti= duża wartość

T_d=1

Dla k_p=3,2

Ti= duża wartość

T_d=10

Dla k_p=3,2

Ti= duża wartość

T_d=50

W tym wypadku nie występuje oscylacja .Przy mniejszych wartościach czasu wyprzedzenia wartość sygnału szybciej uzyskuje wartość ustabilizowaną.

• Regulator proporcjonalno-całkująco-różniczkujący:

Dla k_p=3,2

Ti=10

T_d=1

Dla k_p=3,2

Ti=100

T_d=10

Dla k_p=3,2

Ti=100

T_d=10

Dla k_p=3,2

Ti=5000

T_d=50

3. Sprawdzenie możliwości regulowania sygnału przy użyciu członu całkującego. W tym celu wykonaliśmy charakterystyki dla różnych wartości zmiennej x.

k_p=3.2

x=1

k_p=3.2

x=0.001

k_p=3.2

x=5

Nie wszystkie regulatory możemy stosować w połączeniu ze wszystkimi obiektami, np. tak jak w wypadku połączenia regulatora całkującego z obiektem całkującym. W tym wypadku zwiększając x zwiększa się gęstość okresów sinusoidy.

4. Dobór parametrów w celu jak najszybszej stabilizacji sygnału:

• Regulator proporcjonalno-całkująco-różniczkujący:

Dla k_p=3,2

Ti= 10

T_d=1

Dla k_p=3,2

Ti= 100

T_d=1

Dla k_p=3,2

Ti= 10

T_d=10

Dla k_p=3,2

Ti= 5000

T_d=50

Najlepszą regulację uzyskujemy dla wartości: k_p=3,2 ,Ti= 10, T_d=10.Została ona uzyskana w najszybszym czasie.

5. Wnioski :

W tym ćwiczeniu mieliśmy zaobserwować wpływ poszczególnych nastaw występujących w regulatorze na charakter sygnału. Naszym zadaniem również było wyznaczenie odchyłki statycznej. W pierwszej części ćwiczenia zauważyliśmy znaczenie poszczególnych nastaw:

k_p- odpowiedzialny jest za wzmocnienie sygnału, najlepszą regulację uzyskujemy przy małych wartościach tego współczynnika.

Ti-czyli czas zdwojenia informuje nas po jakim czasie wartość sygnału osiągnie 0.

T_d- czas wyprzedzenia, pośrednio decyduje o okresie w jakim sygnał osiągnie wartość stałą sygnału, przy większych wartościach czasu wyprzedzenia sygnał stabilizuje się później.

Zauważyliśmy również że wszystkich regulatorów nie można stosować w połączeniu ze wszystkimi obiektami.

W trzeciej części staraliśmy się dobrać tak nastawy aby stabilizacja została uzyskana w najszybszym czasie. Zauważamy że występuje ona gdyż współczynnik zdwojenia i wyprzedzenia jest sobie równy. Regulator PID umożliwia jak najlepszą regulację spośród wszystkich regulatorów.