Doświadczenia demonstrują niektóre kluczowe pojęcia związane z regulacją proporcjonalno -różniczkową (PD), następnie poprzez dodanie działania całkowego, regulację PID. Sterowanie tego rodzaju znajduje szerokie zastosowanie w przemysłowych układach sterowania. Schemat blokowy układu regulacji z regulatorem PID w torze głównym i obiektem sterowanym typu ciała sztywnego z określonym momentem bezwładności pokazano na rysunku 7a (tarcie pominięto). Rysunek 7b pokazuje nieco inną wersję tego układu. Człon różniczkujący znajduje się tu w torze sprzężenia zwrotnego. Oba układy są rozpowszechnione. Maja one takie same właściwości pod względem stabilności i identyczne położenie biegunów. Różnią się tylko odpowiedzią na zmianę wymuszenia r(l).
Transmitancje operatorowe układu zamkniętego dla poszczególnych przypadków:
(5-9a)
(5-9b)
_ 0(s) _ (kto/JKkjS1 +kps+k,) r(s) s3 +(khu / J)(kds2 +kps+kl)
r(s) s3 +(khKl J\kds2 + kps + k.)
W pierwszej części tego ćwiczenia powinniśmy zbadać sterowanie typu PD (kj = 0). W sytuacji, gdy człon różniczkujący kjs znajduje się w torze sprzężenia zwrotnego zastępcza transmitancja operatorowa układu regulacji redukuje się do:
e» = M =
r(s)
s +(kh./J)(kds +kp)
(5-10)
Po zdefiniowaniu
kdklm,
(5-11)
(5-12)
ktlklm
2 J(on 2jJkpklm
możemy wyrazić ją w postaci standaryzowanej
c(s) =
.s +2 Cto„s + a)„
(5-13)
14