Regulacja dwupołożeniowa
Schemat układu regulacji:
r(t) + �(t) u(t) y(t)
Regulator Obiekt
-
W ćwiczeniu odczytujemy sygnał wyjściowy y(t), jakim jest napięcie, związane z temperaturą (ciepło
dostarczane jest wynikiem pracy żarówki) relacją 1V/10�C. Odczyt dokonywany jest co 10 sekund.
Załączenie sterowania powinno następować w chwili, gdy sygnał �(t) osiąga wartość o h/2 mniejszą
od wartości zadanej (r-h/2), a wyłączenie sterowania-o h/2 większą od wartości zadanej(r+h/2)
(h jest wartością histerezy, r - wartością zadaną )
Podczas wykonywania ćwiczenia kontrolka regulatora pokazywała załączenie przez cały czas pomiaru.
Z tego powodu nie jesteśmy w stanie określić opóz
nienia elementu regulującego ( � we wzorze
transmitancji operatorowej regulatora
Wyniki pomiarów:
1. Porównanie przy zmianie szybkości wymiany ciepła
Regulacja dwupołożeniowa, porównanie przy
zmianie szybkości wymiany ciepła
80
70
60
U=7V, histereza
50
0,5, O
40
tn to
U=7V, histereza
30
0,5, Z
20
10
0
czas[s]
Wartość zadana:70 �C, histereza 0,5 V, wykres czerwony: z zamkniętą klapą, zielony- z otwartą klapą.
tn  czas narastania, to  czas opadania. przy zamkniętej klapie:
tn = 90 s
to = 110 s
/
ymax=7,49 V (teoret. powinno wynosić 7V+1/2*0,5V+ k*7V* )
/
ymin = 5,18 V (teoret. powinno wynosić (7V -1/2*0,5V)* , bardzo duża rozbieżność)
temperatura[st.C]
0
70
140
210
280
350
420
490
560
630
przy otwartej klapie:
tn = 110 s
to = 100 s
ymax=7,22 V
ymin =5,04 V (bardzo duża rozbieżność od wyników teretycznych)
2. Porównanie przy zmianie wartości zadanej
Regulacja dwupołożeniowa, porównanie przy
zmianie wartości zadanej
80
70
60
U=5V, histereza
50
0,25, O
40
U=7V,histereza 0,25, O
30
20
10
0
czas[s]
Klapa otwarta, histereza 0,25V , wykres różowy: wartość zadana: 7V, granatowy: 5V .
Dla wartości zadanej 5V:
tn=20 s
to = 40 s
ymax = 5,28 V
ymin = 4,87 V
W tym pomiarze można było zaobserwować opóz
nienie regulatora, wyłączenie kontrolki regulacji
następowało 2 sekundy przed zgaszeniem żarówki, podobnie: włączenie kontrolki regulatora
poprzedzało o 2 s włączenie żarówki.
�
temperatura[st. C]
0
70
140
210
280
350
420
490
560
630
Dla wartości zadanej 7V:
tn = 110 s
to = 100 s
ymax=7,17 V (zbliżone do wyników teoretycznych)
ymin =5,00 V (bardzo duża rozbieżność od wyników teretycznych)
3. Porównanie przy zmianie histerezy (uchybu)
Reglacja dwupołożeniowa, porównanie przy zmianie wartości
histerezy
80
70
U=7V, hist
60
ereza
50
0,25, O
40
30
U=7V, hist
ereza
20
0,5, O
10
0
czas[s]
Z teoretycznych danych należałoby się spodziewać, że
/
ymax = k umax +(r+ h/2 - k umax )
więc dla histerezy 0,25V należałoby się spodziewać ymax w granicach 7,13-7,20 V , dla histerezy 0,5 V
w granicach 7,25-7,30 V (otrzymaliśmy odpowiednio 7,17 i 7,27, zgodnie z przewidywaniami)
dla histerezy 0,25: dla histerezy 0,50:
to= 90 s to= 100 s
tn= 120 s tn= 110 s
wartości czasu opadania I narastania zależą pośrednio od wartości histerezy, jednakże we wzorach na
te wielkości nie ma wartości histerezy
max
ln
max
gdzie T to stała czasowa regulatora, k to jego wzmocnienie.
temperatura[st. C]
0
70
140
210
280
350
420
490
560
630