SPRAWOZDANIE Z DWICZENIA LABORATORYJNEGO 

 

Politechnika Śląska w Gliwicach 

INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI I STEROWANIA UKŁADÓW

 

 

LABORATORIUM 
SYSTEMÓW CAD 

W UKŁADZIE 

STEROWANIA 

Sprawozdanie z dwiczenia  

„Badanie regulatora PI” 

Semestr 

VII 

Sekcja 

             4 

Wykonano: 

13.10.2012r. 

Ocena: 

Imię i nazwisko 

 
 

1. Szeja Marcin 
 

Oddano: 

27.10.2012r. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.  Cel dwiczenia 

Celem dwiczenia jest poznanie właściwości regulatora PI w wykorzystaniu programu MatLAB. 
Dwiczenie realizowane w w/w programie doskonale odwzorowanie regulatora PI, jak również 
zdobywamy doświadczenie, które może przydad się w przyszłości.  
  

2.  Zadania 

2.1.1  Odpowiedź regulatora na PI na skok jednostkowy : 

Dane: Kp=2, Ki=20, [Upper lower]= [10 -10], Step -> 2 0,1s 

 

2.1.1.a. Schemat układu: 

 

2.1.1.b. Zarejestrowane przebiegi: 

 

 

 

 

Step

Scope

PI

Discrete

PI Controller

 

2.1.2. Odpowiedź regulatora na PI na skok jednostkowy : 

PI1(fioletowy): (Kp=2, Ki=20, Upper lower= 10 -10); PI2(niebieski): (Kp=1, Ki=20, Upper lower= 10 -10) 
PI3(czerwony): (Kp=4, Ki=20, Upper lower= 10 -10); PI4(zielony): (Kp=2, Ki=30, Upper lower= 10 -10) 
PI5(granatowy): (Kp=2, Ki=10, Upper lower= 10 -10)  

 

2.1.2.a. Schemat układu: 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Step

Scope

PI

Discrete

PI Controller4

PI

Discrete

PI Controller3

PI

Discrete

PI Controller2

PI

Discrete

PI Controller1

PI

Discrete

PI Controller

2.1.2.b. Zarejestrowane przebiegi: 

 

 

2.2  Generator sygnału prostokątnego 

Dane:  Amplitude=8, period =1/5; pulse width=50% 
 

2.2.a.Schemat układu: 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.2.b.Zarejestrowane przebiegi: 

 

 

 

2.3 Generatory sygnału prostokątnego 

Dane: Generator: Amplitude=4, period =1/5; pulse width=25% 
           Generator1: Amplitude=4, period =1/5; pulse width=75%; Phase delay= -0.05 
 

2.3.a.Schemat układu:  

 

 
 

Scope

Pulse

Generator1

Pulse

Generator

-4

Constant

2.3.b.Zarejestrowane przebiegi: 

 

 

 
 
 
 

2.3 Odpowiedź regulatora PI na przebieg prostokątny jak w punkcie 2.2 

      Dane: Generator : Amplitude=4, period =1/5; pulse width=75%; Phase delay= -0.25*1/5 

PI1(fioletowy): (Kp=2.5, Ki=20, [Upper Lower]= [10 -10]); PI2(niebieski): (Kp=1, Ki=20, [Upper 
Lower]= [10 -10]); PI3(czerwony): (Kp=4, Ki=20, [Upper Lower]= [10 -10]) ; PI4(zielony): (Kp=2.5, 
Ki=30, [Upper Lower]= [10 -10]); PI5(granatowy): (Kp=2.5, Ki=10, [Upper Lower]= [10 -10])  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.3.a. Schemat układu:  

 

 
 
 
2.3.b. Zarejestrowane przebiegi: 

 

 

 

2.4 Odpowiedź regulatora PI dla różnych nastawieo regulatora i przebiegu prostokątnym jak w 

punkcie 2.3 

Dane: Generator: Amplitude=4, period =1/5; pulse width=75%; Phase delay= -0.05*0.025 

             Generator1 : Amplitude=4, period =1/5; pulse width=25%; Phase delay= -0.025 

PI1(fioletowy): (Kp=0, Ki=20, [Upper Lower]= [10 -10]); PI2(niebieski): (Kp=1, Ki=20, [Upper Lower]= 
[10 -10]);  PI3(czerwony): (Kp=4, Ki=20, [Upper Lower]= [10 -10]); PI4(zielony): (Kp=2.5, Ki=30, [Upper 
Lower]= [10 -10]);  PI5(granatowy): (Kp=2.5, Ki=10, [Upper Lower]= [10 -10])  
 

2.4.a.Schemat układu: 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
2.4.b.Zarejestrowane przebiegi: 

 

 

 

3.  Wnioski 

Analizując odpowiedź regulatora PI na skok jednostkowy zauważono, że regulator po przejściu 
przez wartośd zadaną zaczyna dalej narastad do uzyskania zadanej wartości Kp. Jeżeli sygnał 
osiągnie już w/w wartośd kontynuuje narastanie sygnału do uzyskania zadanej wartości Ki, gdy 
wartośd Ki zostanie już osiągnięta sygnał stabilizuje się i jest stały. Zmiana wartości Kp powoduje 
podtrzymanie się sygnału wejściowego, co zauważono w przebiegu 2.1.2.b. Czym większy Kp tym 
podtrzymanie sygnału w linii pionowej jest wydłużone do osiągnięcia zadanej wartości. Następnie 
sygnał wzrasta liniowo do osiągnięcia wartości Ki. Generator daje nam możliwośd ustawienia 
szerokości impulsu, wykorzystaną tą opcję w punkcie 2.3 i 2.4. W pierwszym przypadku 
zastosowano jeden generator z 75% wypełnieniem. Układ zachowywał się podobnie jak w 
przypadku podania skoku jednostkowego. Sygnały powtarzały się z większą częstotliwością 
przechodząc w czasie 1 sekundy przez 3 pełne okresy. Porównując przebiegi 2.3 i 2.4 stwierdzam, 
iż dokładając drugi generator o mniejszym wypełnieniu, odpowiedź regulatora pojawia się z 
większą częstotliwością.