Regulator P I D

Nasza ocena:

5
Pobrań: 266
Wyświetleń: 4144
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Regulator P I D - strona 1 Regulator P I D - strona 2 Regulator P I D - strona 3

Fragment notatki:



Zagadnienia zawarte w notatce: typy regulatorów, przebieg charakterystyk w odpowiedzi na wymuszenie skokowe oraz liniowe dla poszczególnych kombinacji regulatora PID, dobór nastaw w regulatorze jednoobwodowym, doświadczalna metoda doboru nastaw regulatorów o działaniu ciągłym tzw. reguła Ziglera-Nicholsa, badanie charakterystyk dynamicznych pneumatycznego i elektronicznego regulatora P I D.

Regulator P I D 
W  układach  regulacji  automatycznej  regulator  zastąpił  operatora,  który  w  układzie 
sterowania ręcznego kontrolował przebieg procesu regulowanego. Poprawne działanie układu 
regulacji zależy od doboru odpowiedniego typu regulatora do obiektu regulacji. Przyjęty typ 
regulatora  określa  zasadę  regulacji,  tzn.  zależność  wiążącą  sygnał  odchyłki  e  z  sygnałem 
sterującym  u.  W  regulatorach  ciągłych  ta  zależność  opiera  się  na  proporcjonalności, 
całkowaniu i różniczkowaniu odchyłki e. 
   K(p) 
 + 
  E(s)  U(s) 
 1 + 
 K(i) e(s) T(i)s  
 u(t) T(d) s 
 + 
 s + 1 
 Rys. 1. Regulator P I D  
Typy regulatorów: 
1. Proporcjonalny P U (s)
 G (s)k  RpE(s)
 u(t)k e(t)  p
2. Proporcjonalno – całkujący PI U (s)
1
 G (s)k 1
 RE(sp
)T sit
1
 u t
( )ke t
( )e( )d
 pT 0i
3. Proporcjonalno – różniczkujący PD U (s)
 G (s)k 1 T s  RE(spd
)de t
( )
 u t
( )ke t
( ) T
 pddt
4. Proporcjonalno – całkująco – różniczkujący PID U (s)
1
 G (s)k 1T s  RE(sp
)T sdi
 
1 t
1de t
( )
 u t
( )ke t
( )e( )dT
 pTd
0dti
Oznaczenie  typów  regulatorów  pochodzi  od  pierwszych  liter  angielskich  nazw 
poszczególnych  operacji  realizowanych  na  nim  (P  –  proportional,  I  –  integration,  D  – differentiation).  Istnieją  również  inne  kombinacje  regulatorów  jednak  nie  są  one 
wykorzystywane  w  aplikacjach  sterujących.  Wartość  sterowania  wypracowana  przez 
regulator PID zależy proporcjonalnie od: 
-  uchybu, 
-  uchybu scałkowanego (zsumowanego), 
-  pochodnej (szybkości zmiany) uchybu. 
O  wpływie  każdej  z  trzech  wartości  decydują  parametry  regulatora  (nastawy  występujące 
w powyższych równaniach jako współczynniki): 
kp – współczynnik wzmocnienia, 
Ti – czas zdwojenia, 
Td – czas wyprzedzenia. 
Zamiast  wzmocnienia  proporcjalnego  kp  podaje  się  często  tzw.  zakres proporcjonalności Xp, w procentach: 
1X
10 %
0
 
 
 
 
(6) pk p
Zakres  proporcjonalności  można  rozumieć  jako  procentową  część  pełnego  zakresu  zmian 
wielkości  wejściowej  e,  potrzebna  do  wywołania  zmiany  wielkości  wyjściowej  x  o  pełen 
zakres. 
 
Czas  zdwojenia  T określa  intensywność  działania  całkującego  regulatora.  Nazwa i 
„czas zdwojenia” znajduje uzasadnienie na wykresie charakterystyki skokowej regulatora PI 
(rys. 2), po upływie czasu t równym Ti składowa działania całkującego regulatora jest równa 
składowej  działania  proporcjonalnego,  zatem  całkowita  wartość  sygnału  wyjściowego 

(…)

… jest odpowiedzią układu automatycznej regulacji (UAR) na
skokową zmianę wymuszenia, inaczej mówiąc, jest to przebieg zmian wielkości
regulowanej y(t) w czasie, wywołany skokową zmianą zakłócenia (lub wartości zadanej).
3
UAR można przedstawić w postaci pokazanej na rys. 3. Założono tutaj, iż zakłócenia
działają na UAR w tym samym torze, co wielkość sterująca u(t) i są przetwarzane
w obiekcie w sposób opisany…
… żądaną dokładność statyczną tzn. uchyb ustalony
będzie zawierał się w dopuszczalnych granicach błędu regulacji.
 Regulator PI - eliminuje w układzie uchyb ustalony i zapewnia dobrą regulację
tylko przy zakłóceniach o niskich częstotliwościach.
 Regulator PD - nie usuwa uchybu ustalonego i zapewnia szersze pasmo regulacji
niż PI, bardzo szybko reaguje na występujący uchyb lecz ma gorszą jakość…
… wartości sygnału wyjściowego, wartość
dolna zakresu, zmniejszenie wartości parametru konfiguracyjnego,
SET + ▲ skokowa (krańcowa) zmiana wartości sygnału wyjściowego, wartość
górna zakresu, zwiększenie wartości parametru konfiguracyjnego,
SET przy czasie podtrzymania większym od 4 sek. wejście w tryb
wprowadzania hasła,
▲ + ▼ szybki powrót do wartości zadanej (tryb domyślny).
Zadania do wykonania
1…

układzie regulacji. Schemat stanowiska pomiarowego przedstawiono na rys. 4 natomiast
panel sterujący zamieszczono na rys. 5. Reduktory R1 i R2, oraz współpracujące z nimi
manometry M1, M2, przełącznik pneumatyczny P, tworzą układ do symulacji wielkości
mierzonej (w rzeczywistym układzie regulacji jest to sygnał z przetwornika pomiarowego).
Przełącznik P umożliwia skokową zmianę wielkości mierzonej Y = P2…
... zobacz całą notatkę

Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz