Politechnika Koszalińska rok akademicki 2003/2004	LABOLATORIUM AUTOMATYKI
Ćwiczenie nr: 1	Temat : REGULATORY PID
Wydział : Mechaniczny Kierunek : T R i L Grupa : R 01 A	Wykonał :
Data wykonania : 22.10.2003 r	Ocena :	Data zaliczenia :	Podpis prowadzącego :

I. Część teoretyczna

1. Przeznaczenie regulatora:

Zadaniem regulatora jest

• Porównanie wielkości regulowanej z wielkością zadaną

• wytworzenie wielkości sterującej, oddziaływującej na obiekt sterowania tak aby błąd regulacji był jak najmniejszy

• takie ukształtowanie własności dynamicznych układu regulacji, aby układ ten spełniał wymagania, czyli żeby był stabilny i zapewnił odpowiednią jakość regulacji w stanie ustalonym i przejściowym przy ograniczeniach nałożonych na przebieg sygnału sterującego

2. Miejsce regulatora w układzie regulacji automatycznej (schemat blokowy):

y - wielkość regulowana, y₀ - wielkość zadana, e - błąd regulacji, u' - sygnał na wyj. regulatora, u - wielkość sterująca, y_m - wielkość regulowana, zmierzona przez element pomiarowy.

3. Rodzaje regulatorów. Klasyfikacja ze względu na właściwości dynamiczne:

• regulatory proporcjonalne P

• regulatory całkujące I

• regulatory proporcjonalno - całkujące PI

• regulatory proporcjonalno - różniczkujące PD

• regulatory proporcjonalno - całkująco - różniczkujące PID

4. Transmitancja rzeczywistego regulatora PID

T₁,T₂ - stałe czasowe wynikające z konstrukcji regulatora,

s - operator Laplace'a

k - współczynnik wzmocnienia

T_i - czas zdwojenia

T_d - czas akcji różniczkującej

5. Nastawy regulatora

X - zakres proporcjonalności

T_i - czas całkowania

T_d - czas różniczkowania

Dzięki nim można uzyskać wymaganą jakość regulacji.

II. Część doświadczalna

1. Opis stanowiska

Podczas realizacji ćwiczenia wykorzystane zostanie stanowisko laboratoryjne, umożliwiające wyznaczanie charakterystyk czasowych skokowych pneumatycznego regulatora PID. Stanowisko to pokazano na rysunku :

Rys. Budowa stanowiska do badania własności dynamicznych regulatorów PID

W skład stanowiska laboratoryjnego wchodzą: • pneumatyczny regulator PID,

• reduktory ciśnienia R,

• stacyjka pneumatyczna,

• manometr,

• rejestrator.

2.Przebieg ćwiczenia :

Podczas wykonywania ćwiczenia należy:

a).zapoznać się z budową regulatora pneumatycznego PID typu A404;

b).zmontować stanowisko laboratoryjne do zdejmowania charakterystyk sko­kowych pneumatycznych regulatorów PID, pokazane na rysunku.

c).zarejestrować charakterystyki skokowe:

regulatora typu P dla:

• skoku o wartości

• nastaw regulatora

regulatora typu PD dla:

• skoku o wartości

• nastaw regulatora

regulatora typu PI dla:

• skoku o wartości

• nastaw regulatora

regulatora typu PID dla:

• skoku o wartości

• nastaw regulatora

gdzie: X- zakres proporcjonalności,
,-czas całkowania,
-czas różniczko­wania

Wnioski :

1. Regulator typu P jak widać z wykresu działanie tego regulatora nie doprowadza układu do stanu ustalonego .Charakterystyka osiąga max położenie przy 0,12MPa i dalej przybiera charakter liniowy co świadczy że sprężarka max może wytworzyć ciśnienie o wartości 0,12MPa co widać także na pozostałych wykresach .

2. Regulator typu PD - wykres wskazuje ,że charakterystyka raz rośnie i maleje ale też nie osiąga stanu ustalonego . Przy
   proces wzrostu i spadania charakterystyki jest szybszy niż przy
   .

3. Regulator typu PI- charakterystyka przy tym typie regulatora przebiega na granicy stabilności .Przy
   przebieg charakterystyki jest szybszy niż przy
   

4. Regulator typu PID - jak widać z przebiegu charakterystyki nie osiąga stanu ustalonego , lecz osiąga wartość ciśnienia równą 0,12MPa i dalej przebiega linowo co świadczy jak już wcześniej wspomniałem , że sprężarka max może wytworzyć ciśnienie o wartości 0,12MPa.

Regulator

y_m

Element pomiarowy

G_p(s)

y

u

u'

e

y₀

Obiekt sterowania

G_ob(s)

Element wykonawczy

G_w(s)

G_r(s)

+_

---