AUTOMATYZACJA I ROBOTYZACJA PROCESÓW PRODUKCYJNYCH

Sprawozdanie 2

Ćwiczenia Laboratoryjne

CYKL I

Identyfikacja i modelowanie obiektów automatyki.

Skład grupy:

Krzysztof Burak

Piotr Bańkowski

Andrzej Chuweń

Emilia Szykulska

Anna Stachowicz

1. Cel ćwiczenia: Poznanie sposobu identyfikacji obiektu w celu określenia jego dynamiki.

2. Opis stanowiska: szklany zbiornik wodny, układ napełniania i opróżniania zbiornika, układ monitorujący przebieg procesu.

Rys. 1) Schemat blokowy stanowiska pomiarowego.

3. Przebieg ćwiczenia:

Badanie 1:

A) Charakterystyka doświadczenia (wykres I):

- wydajność pompy 25%

- układ inercyjny I rzędu

- układ statyczny bez opóźnienia

Obliczenia:

Wartości odczytujemy z wykresu I:

k= 18,5/25=0,74

y=0,632 * 18,5=11,7

Tz=40,9

Transmitancje obliczamy ze wzoru:

G(s)=k/(Tzs +1)=0,74/40,9+1=0,017661

B) Charakterystyka doświadczenia (wykres II):

- wydajność pompy 25%

- układ inercyjny I rzędu

- układ statyczny z opóźnieniem

Obliczenia:

Wartości odczytujemy z wykresu II:

k= 18,5/25=0,74

y=0,632 * 18,5=11,7

Tz=39,2

To= 9,34

Stosunek T_o/T_z= 9,34/ 39,2=0,2382653

Transmitancję obliczmy ze wzoru:

G(s)= [k/( Tzs +1)*e^-sTo =[0,74/(39,2 +1)]*e^-9,34=

C) Charakterystyka doświadczenia (wykres III):

- wydajność pompy 25 %

- układ całkujący

- układ astatyczny bez opóźnienia

Obliczenia:

Wartości odczytujemy z wykresu III:

T_z= 39,5

Transmitancję obliczamy ze wzoru:

G(s)=1/Tzs =1/39,5=0,0253164

D) Charakterystyka doświadczenia (wykres IV):

- wydajność pompy 25 %

- układ całkujący

- układ astatyczny z opóźnieniem

Obliczenia:

Wartości odczytujemy z wykresu IV:

T_o=9,34

T_z=33,64

Stosunek T_o/T_z= 9,34/33,64=0,2776456

Transmitancję obliczamy ze wzoru:

G(s)= (1/ Tzs )*e^-sTo =(1/33,64)* e^-9,34=

Badanie 2

A) Charakterystyka doświadczenia (wykres Ia)

- wydajność pompy 45%

- układ inercyjny I rzędu

- układ statyczny bez opóźnienia

Obliczenia:

Wartości odczytujemy z wykresu Ia:

k=51/45=1,13

y=0,632*51=32,2

T_z=61,67

Transmitancję obliczamy ze wzoru:

G(s)=k/(Tzs +1)=1,13/(61,67+1)=0,0180309

B) Charakterystyka doświadczenia (wykres IIa):

- wydajność pompy 45%

- układ inercyjny I rzędu

- układ statyczny z opóźnieniem

Obliczenia:

Wartości odczytujemy z wykresu IIa:

k=51/45=1,13

y=0,632*51=32,2

T_o=7,3

T_z=65,41

Stosunek T_o/T_z=7,3/65,41=0,1116037

Transmitancję obliczamy ze wzoru:

G(s)= [k/( Tzs +1)*e^-sTo =[1,13/(65,41+1)]*e^-7,3=

C) Charakterystyka doświadczenia (wykres IIIa):

- wydajność pompy 45%

- układ całkujący

- układ astatyczny bez opóźnienia

Obliczenia:

Wartości odczytujemy z wykresu IIIa:

T_z=34,4

Transmitancję obliczamy ze wzoru:

G(s)=1/Tzs=1/34,4=0,0290697

D) Charakterystyka doświadczenia (wykres IVb):

- wydajność pompy 45%

- układ całkujący

- układ astatyczny z opóźnieniem

Obliczenia:

Wartości odczytujemy z wykresu IVb:

T_o=7,3

T_z= 32,7

Stosunek T_o/T_z= 7,3/32,7=0,2232415

Transmitancję obliczamy ze zworu:

G(s)= (1/ Tzs )*e^-sTo =(1/32,7)*e^-7,3=

Wnioski:

-Badając dynamikę układu zaobserwowaliśmy, że przy 20% zwiększeniu wydajności pompy współczynnik wzmocnienia nie zwiększa proporcjonalnie, co pokazuje zestawienie wyników badania 1 i 2, gdzie następuje ponad 65% przyrostu współczynnika wzmocnienia (k). Wynika to z tego iż kreśląc charakterystykę sygnału wejściowego do wyjściowego nie otrzymujemy prostej (stosunek wejścia do wyjścia nie rośnie liniowo).

-Badanie 1 i 2 wykazało, że opóźnienie nie wpływa na wartość współczynnika wzmocnienia (k) wynika to z graficznego przedstawienia wydajności pompy i czasu napełniania (porównanie wykresów I i II oraz Ia i IIa).

- Zaobserwowaliśmy też, że w układach z opóźnieniem wywoływanym spiralą dane zjawisko wywiera wpływ nie tylko na rozpoczęciu pomiaru ale również na jego zakończenie, tzn. w momencie wyłączenia pompy pomiar przyrost pomiaru dalej następuje w czasie równym T_o.

1

---