dr inż. Andrzej Kwapisz

PODSTAWY AUTOMATYKI

Laboratorium

STROJENIE REGULATORÓW TYPU PID

W skład układu regulacji z zamkniętą pętlą sprzężenia zwrotnego wchodzą

następujące elementy: obiekt regulacji i regulator typu PID. Transmitancja

obiektu oznaczona jest jako G

O

(s), natomiast transmitancja regulatora opisana

jest jako G

R

(s). Należy dobrać nastawy poszczególnych członów dla różnych

typów regulatorów według określonych kryteriów.

Transmitancja obiektu wynosi:

G

O

(

s)=

K

(

1+s⋅T

1

)⋅(

1+s⋅T

2

)⋅(

1+s⋅T

3

)

,

gdzie:

T

1

=

0,3⋅

NG

LI

,

T

2

=

0,004⋅

NK
LN

,

T

3

=

0,07⋅

LI+LN

LI⋅LN

,

K =

{

1 dla grup nieparzystych
2 dla grup parzystych

}

,

NG – numer grupy (A=1,...G=8),

NK – numer komputera,

LI – liczba liter w imieniu,

LN – liczba liter w nazwisku.

Transmitancja regulatora określona jest dla dwóch rodzajów konstrukcji

regulatora:

•

konstrukcja równoległa:

G

R1

(

s)=K

P

+

1

s⋅T

i

+

s⋅T

d

,

•

konstrukcja szeregowo-równoległa:

G

R2

(

s)=K

P

⋅

(

1+

1

s⋅T

i

+

s⋅T

d

)

.

Zadania szczegółowe

1. Dobrać parametry nastaw dla obu typów regulatora PID według kryteriów:

•

metoda oscylacyjna Zigler'a-Nichols'a,

•

metoda odpowiedzi skokowej Zigler'a-Nichols'a,

•

metoda Cohen'a-Coon'a,

•

metoda dwóch punktów 10-90%.

3. Zamieścić tabele nastaw parametrów regulatora dla wszystkich metod oraz

następujących typów regulatorów P, PI, PID.

4. Ocenić wpływ konstrukcji regulatora PID na jakość regulacji (należy wybrać

jeden z typów regulatora do dalszych badań).

5. Dla wybranego regulatora obliczyć parametry nastaw dla metody

„bez przeregulowań” i „niewielkich przeregulowań”.

6. Zamieścić na wykresie przebiegi odpowiedzi układu regulacji y(t) i przebiegi

uchybów e(t) dla każdego z znalizowanych przypadków. Na wykresie

uchybów zaznaczyć wartość uchybu ustalonego De = 2%.

7. Zestawić w tabeli wartości wielkości charakteryzujących jakość regulacji

odczytane z wykresów dla każdego z przypadków.

8. Ocenić jakość regulacji według kryteriów graficznych i analitycznych

dla każdej z metod dla wybranego rodzaju regulatora.

9. Dla wybranych dwóch metod doboru nastaw regulatora porównać wyniki

regulacji (jakość regulacji) dla regulatora P, PI, PID.

10. Wnioski końcowe