Cel ćwiczenia

Ocena jakości układu regulacji uwzględniającej regulator modelowy w środowisku ADAQView.

Stanowisko laboratoryjne

-Komputer PC z zainstalowaną kartą akwizycji danych PCI-1711 oraz oprogramowaniem

ADAQView,

-Terminal PCLD-8710 z kablem połączeniowym,

-Zestaw modelu analogowego obiektu (MAO).

Przebieg ćwiczenia

1. Należy połączyć układ regulacji, w którym model obiektu w postaci członu inercyjnego pierwszego rzędu z opóźnieniem jest sterowany regulatorem w strukturze P, PI oraz PID zaprogramowanym w systemie ADAQView. Nastawy regulatora wybieramy na podstawie dołączonych do instrukcji (Dodatek C), danych tabelarycznych dla charakterystyki skokowej z przeregulowaniem 0%. Należy zarejestrować przebiegi wielkości zadanej, wielkości regulowanej, sterowanie a także przebieg uchybu regulacji.

2. Należy zarejestrować charakterystykę skokową połączonego układu regulacji. Wyniki rejestracji zapisujemy do pliku tekstowego, a następnie przenosimy do środowiska MATLAB i następnie wyznaczamy wartości wskaźników jakości badanego układu regulacji tj. przeregulowanie, czas regulacji

Czy zgrubna ocena wartości przeregulowania jest zgodna z oczekiwaną, tj. przytoczoną w tabeli nastaw?

Na płycie MAO został połączony układ jak na rysunku 1. Następnie została zmierzona odpowiedź skokowa układu. Po wykreśleniu charakterystyki w środowisku MATAB zostały wyznaczone parametry regulatorów P, PI oraz PID dla przeregulowania 20% oraz wyznaczone wartości wskaźniki jakości badanego układu regulacji.

Rysunek 1. Schemat ideowy połączonego układu regulacji.

Rysunek 2. Schemat układu użyty w programie ADAQView.

Rysunek 3. Odpowiedź skokowa połączonego obiektu.

T_0g=0,5s; T_1g=1,2s, K_g=0,98

Rysunek 4. Charakterystyka skokowa obiektu sterowanego regulatorem o strukturze P (kolor zielony - wymuszenie, niebieski - odpowiedź, czerwony - uchyb regulacji).

8s

Wartość przeregulowania wynosi około 18% i jest zgodna z wartością oczekiwaną.

Rysunek 5. Charakterystyka skokowa obiektu sterowanego regulatorem o strukturze PI (kolor zielony - wymuszenie, niebieski - odpowiedź, czerwony - uchyb regulacji).

Wartość przeregulowania jest dużo większa niż wartość oczekiwana.

Rysunek 6. Charakterystyka skokowa obiektu sterowanego regulatorem o strukturze PID (kolor zielony - wymuszenie, niebieski - odpowiedź, czerwony - uchyb regulacji).

16s

Wartość przeregulowania jest zgodna z wartością oczekiwaną.

Tabela 1. Czas regulacji i przeregulowanie różnych regulatorów.

Regulator Parametr	P	PI	PID
[%]	18	82	22,6
tr [s]	8	>16	16

Tabela 2. Czas opóźnienia i czas narastania odpowiedzi różnych regulatorów.

Regulator Czas	P	PI	PID
T0 [s]	1	1,1	1,3
T1 [s]	0,6	0,3	1

Wnioski

Najmniejszym przeregulowaniem wykazuje się regulator o strukturze P (18%). Zgodne z oczekiwaniami przeregulowanie wystąpiło również w przypadku regulatora o strukturze PID (22,6 %). Przeregulowanie regulatora o strukturze PI okazało się czterokrotnie wyższe niż oczekiwane (82%). Regulator P charakteryzuje się również najkrótszym czasem regulacji.

Jednocześnie regulator proporcjonalno-całkujący wykazuje się najkrótszym czasem narastania odpowiedzi regulatora, P ma czas dwa razy dłuższy, PID ponad trzykrotnie dłuższy. Regulatory P oraz PI mają podobny czas opóźnienia, regulator PID ma dłuższy czas opóźnienia.

OI

IO

PC

---