28.05.2012 

 

Sprawozdanie 

Cykl 3 temat 3 

„Dobór nastaw regulatora PID” 

 

 

 

 

 

 

 

Grupa C5 

Grupa ćwiczeniowa C2 

Celiński Patryk 

Drzewiecki Dominik 

Gembicki Jacek 

Kozak Marta 

Słabik Ewa 

Walczak Justyna 

Warda Paulina 

 

Wprowadzenie 

Dobór nastaw regulatorów ma na celu optymalizację pracy układu automatycznej regulacji.  

Metody określania nastaw: 

1)  Na podstawie pomiarów parametrów charakterystyki skokowej.  

Metoda polega na obliczeniu parametrów odpowiedzi skokowej obiektu i doborze nastawy 
zgodnie z założonym przebiegiem regulacji wg poniższego zestawienia. 

 

 

2)  Metoda Zieglera i Nicholsa  

Polega na przeprowadzeniu następującej procedury: 

- regulator zainstalowany w układzie nastawić na działanie P, i zwiększać stopniowo 
współczynnik wzmocnienia Kp aż do granicy stabilności.  

- W stanie wzbudzonych oscylacji układu zmierzyć okres Tosc oraz współczynnik 
wzmocnienia Kp kryt, przy którym wystąpiły oscylacje.  

- zależnie od regulatora należy przyjąć:  

Dla P:Kp= 0,5 Kp kryt 

Dla PI: Kp= 0,45 Kp kryt;  Ti= 0,85T osc 

Dla PID:  Kp= 0,6 Kp kryt;  Ti= 0,5 Tosc;  Td= 0,12 Tosc 

Cel ćwiczenia 

Celem ćwiczenia było poznanie sposobów  doboru nastaw regulatorów według reguł 
Zieglera-Nicholsa oraz na podstawie charakterystyk dynamicznych obiektu.  

Podczas ćwiczeń wykorzystano ze stanowiska badawczego wyposażonego w model suszarki, 
panel członów inercyjnych, panel zakłócenia skokowego i panel regulatora. Regulator 
nastawiono na działanie proporcjonalne, ustawiono wartość zadaną równą 52st. C, 
wprowadzono zakłócenie skokowe zmieniając współczynnik wzmocnienia co widać na 
wydrukach z odpowiedziami skokowymi układu.  

Wariant 1 – Kp= 1,78                                       Wariant 4 – Kp= 18,78 

Wariant 2 – Kp= 4,78                                        Wariant 5 – Kp=38,78 

Wariant 3 – Kp= 8,78 

Układ doprowadzono do granicy stabilności. Zmierzono okres oscylacji= 60s, i współczynnik 
Kp= 38,78. Następnie obliczono: 

Kp= 23,27;  Ti= 0,5*60= 30;  Td= 0,12*60= 7,2 

Następnie zastosowano obliczone nastawy. 

 

 

 

 

Wnioski: 

Regulator pracujący proporcjonalnie: 

- im mniejszy był współczynnik wzmocnienia Kp tym większa była odchyłka regulacji e stat i 
błąd ststyczny 

- Wraz ze zwiększaniem wartości Kp szybciej następowała zmiana temperatury, ale 
zwiększały się też wahania wartości temperatury przed osiągnięciem wartości zadanej. Przy 
najwyższych wartościach Kp występowało też przeregulowanie. 

- Wartość mocy grzałki była proporcjonalna do wartości współczynnika Kp. Przy 
najmniejszej wartości współczynnika (Kp=1,78) Odchyłka statyczna (e stat

1

) była na tyle 

duża, że temperatura nie ustabilizowała się na wartości zadanej temperatury, tylko na nieco 
mniejszym poziomie. 

- Po nastawieniu współczynnika wzmocnienia na Kp=4,78  początkowa moc grzałki 
dochodziła do 85%,  potem spadała i na koniec stabilizowała się dosyć szybko i suszarka 
szybko osiągnęła wartość zadaną (z niewielką odchyłką).  

- W przypadkach, gdy współczynnik wzmocnienia wynosił 8,78 i więcej początkowa moc 
grzałki wzrastała gwałtownie do osiągnięcia pułapu 100%, następnie w wyniku 
przeregulowania spadała do 0% aby na koniec ustabilizować się bądź oscylować w 
niewielkim przedziale. 

- Podczas pracy przy współczynniku Kp=38,78 zaobserwowano wyraźne niegasnące 
oscylacje. Nastąpił punkt krytyczny, na podstawie którego należało wyznaczyć nastawy. 

Regulator pracujący całkująco- różniczkująco-proporcjonalnie: 

- Po zastosowaniu obliczonych nastaw temperatura suszarki szybko osiągnęła wartość 
zadaną, odchyłka statyczna e stat była równa 0. Początkowa moc grzałki nie osiągnęła 
100%, nie było więc znacznego przeregulowania, ale po stabilizacji temperatury można było 
zarejestrować niekorzystne wahania mocy grzałki.