Regulator PID

Struktury, parametry, dobór nastaw

Seminarium dyplomowe

Marcin Skóra

IV rok, AiR – ARK, PWr

18.11.2010

Zadania automatyki

●

Akwizycja danych pomiarowych

●

(Zdalny) monitoring pracy urządzeń

●

Sterowanie procesem / obiektem

●

...

Sterowanie

Rodzaje sterowań:

●

w układzie otwartym

●

w układzie zamkniętym (regulacja)
 

Rodzaje regulacji

●

z dodatnią pętlą sprzężenia zwrotnego

●

z ujemną pętlą sprzężenia zwrotnego

Rodzaje regulatorów

●

dwustawne 

●

trójstawne 

●

regulatory PID

●

rozmyte 

●

do silników krokowych

●

itd.

Regulator PID

●

Działa w pętli ujemnego sprzężenia 
zwrotnego

●

Operuje na sygnale uchybu

●

Struktura liniowa

●

Rysunek UAR

Człony regulatora

●

P - proporcjonalny

●

I - całkujący

●

D - różniczkujący

●

D

real 

- różniczkujący rzeczywisty

Modyfikacja struktury

●

Nasycenie / ograniczenie całkowania

●

Ograniczenie szybkości narostu odpowiedzi

●

Wyjście 2/3 stawne

●

Strefa nieczułości na wejściu

●

Rozbudowa struktury wewnętrznej regulatora

●

itd.

Struktury klasyczne

Regulator działa tylko na uchybie

●

PID – ISA

●

PID – IND

Modyfikacja struktury

●

np. struktura szeregowa z interakcją

Algorytmy – zalety, wady

●

P

●

PI

●

PD

●

PID

Parametry nastaw regulatora

●

STABILNOŚĆ

Wskaźniki jakości bezpośrednie:

●

Obecność przeregulowania, oscylacji

●

Czas regulacji

●

Dokładność statyczna

●

Czas narostu odpowiedzi

Dobór nastaw

●

Właściwe wytyczne, np. brak oscylacji albo 
dopuszczenie przeregulowania

●

Użyteczne są wskaźniki jakości: 
bezpośrednie, całkowe

Kryteria całkowe

●

Brak przeregulowań – stosujemy

●

Oscylacje do 35% → 

●

Oscylacje do 10% →

●

Przebieg aperiodyczny →

●

Krótki czas regulacji → 

I

E

=

∫

e tdt

I

SE

=

∫

e

2



t dt

I

IAE

=∫

∣

e t

∣

dt

I

ITAE

=∫

t

∣

e t

∣

dt

I

ISTAE

=∫

t

2

∣

e t 

∣

dt

Metody doboru nastaw

●

I metoda Zieglera-Nicholsa

●

II metoda Z.-N.

●

adaptacyjne 

●

●

Blok NCD

●

●

Inne

+ poprawki ręczne

ZN – cykl graniczny

ZN – odp. skokowa

ZN – odp. skokowa 2

Blok NCD

Inne

●

Optymalizacja własnego wskaźnika regulacji

●

Metody samonastrajania w regulatorach 
przemysłowych (np. SIPART)

●

●

Poprawki „ręczne” (ZN)

●

Ograniczenia

regulator PID nie radzi sobie, gdy

●

duże opóźnienia

●

Obiekt astatyczny rzędu >=2

●

itp.

Realizacje

●

Blok CPU / karta rozszerzeń w PLC

●

Blok programowy dla uC / DSP

●

Dedykowane układy (Re-19)

●

(symulacje)

●

Układ analogowy

Warto zajrzeć

●

Greblicki W., Podstawy automatyki, 

Własne notatki z przedmiotów:

●

Podstawy automatyki

●

Urządzenia obiektowe automatyki

●

Sterowniki i regulatory

●

Sterowanie procesami ciągłymi

●

Komp. wsp. proj. systemów regulacji

Regulator PID

Struktury, parametry, dobór nastaw

Seminarium dyplomowe

Marcin Skóra

IV rok, AiR – ARK, PWr

18.11.2010