LABORATORIUM nr 8, 9

z PODSTAW AUTOMATYKI I ROBOTYKI

STUDIA INŻYNIERSKIE - ENERGETYKA, sem.V

Temat:

Badanie układów automatycznej regulacji UAR:

Dobór regulatora do układu metodą Zieglera-Nicholsa - część I

Optymalizacja nastaw regulatora w układzie - część II

Instrukcja robocza

CZĘŚĆ I (laboratorium nr 8)

Przebieg ćwiczenia:

1. Uruchomić Matlab'a i pakiet symulacyjny Simulink. Otworzyć model układu regulacji o nazwie „regpid.m”.

2. Do układu automatycznej regulacji UAR składającego się z:

A) regulatora idealnego PID - G_r(s);

B) obiektu regulacji G_OB(s) złożonego z trzech szeregowo połączonych członów:

- opóźniającego o czasie opóźnienia T_o = …… sek;

- dwóch członów P₁ (człony proporcjonalne z inercyjnością 1-go rzędu) o stałych czasowych odpowiednio T_1i = …….. sek i T_2i = ………sek oraz wzmocnieniu całkowitym K_C = ……… [-],

dobrać nastawy regulatorów idealnych typu P, PI i PID wg metody Zieglera-Nicholsa.

3. Dla nastaw optymalnych regulatorów P, PI i PID wyznaczyć i zarejestrować odpowiedzi skokowe układu regulacji.

4. Wyznaczyć obszar stabilności układu regulacji z regulatorem typu PI;

CZĘŚĆ II (laboratorium nr 9)

Przebieg ćwiczenia:

III. Skorygować nastawy regulatora PI (tylko) wykorzystując jako wskaźnik jakości regulacji całkę kryterialną J₁:

1. Zbudować układ umożliwiający obliczenie całki J₃;

2. Symulacje dla regulatora PI wykonać dla różnych par parametrów regulatora (K_r;T_i), zakładając stałe wartości jednego z parametrów regulatora i zmieniając drugi tak, aby znaleźć minimalne wartości całki (jako parametry wejściowe przyjąć nastawy dobrane metodą Zieglera-Nicholsa).

3. Wykonać wykresy pokazujące zmiany wartości całek kryterialnych w funkcji nastaw regulatora J₁=f(T_ir) dla K_r=const (pokazać co najmniej 5 wartości wzmocnień).

4. Wyznaczyć odpowiedzi skokowe dla nastaw regulatora PI optymalnych ze względu na kryterium całkowe

Sprawozdanie ma zawierać:

1. Schemat układu regulacji, transmitancję obiektu regulacji G_OB(s), opis przebiegu ćwiczenia.

2. Opis metody postępowania przy doborze nastaw regulatora.

3. Opis metody postępowania przy optymalizacji nastaw regulatora.

4. Zarejestrowane i opisane charakterystyki oraz tabele.

5. Obliczenie, zestawienie w tabeli i zaznaczenie na charakterystykach skokowych parametrów regulacji takich jak: przeregulowanie D, czas regulacji t_r, ilość oscylacji, czas narastania t_n.

6. Analiza przebiegu zarejestrowanych charakterystyk oraz wpływu poszczególnych parametrów regulatora P (wzmocnienia) oraz PI (wzmocnienia i czas całkowania) na te przebiegi.

7. Wnioski i uwagi własne.

1/2