Sprawozdanie

Ćwiczenie nr.1

Laboratoryjny układ regulacji poziomu i temperatury cieczy

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest poznanie własności układów dwuparametrowej regulacji poziomu cieczy oraz nastaw regulatorów PID.

2. Pojęcia wstępne:

* Działanie regulatorów

Typ P - zmniejszenie uchybu regulacji, wprowadza destabilizacje

Typ I - wprowadza efekt astatyzmu do układu regulacji umożliwiając minimalizację uchybu statycznego regulacji (w stanie ustalonym)

Typ D tłumi chwilowe oscylacje proporcjonalne do prędkości zmian uchybu zmniejszając przez to przeregulowanie.

Metody doboru nastaw regulatorów:

- metody oparte na znajomości modelu matematycznego obiektu regulacji

- metody oparte na pomiarze charakterystyk skokowych - identyfikacja obiektu

- metoda cyklu granicznego Zieglera - Nicholsa.

3. Badanie i kalibracja regulatora typu P

Założenia:

- ywej = 1,0V

- pętla sprzężenia zwrotnego otwarta

- działanie akcji całkującej (I) i różniczkującej (D) wyłączone

- wzmocnienie k - nastawy od 0 do 10

Pozycja Nastawy	Wzmocnienie Kp
0	0,452
1	1,475
2	2,660
3	3,617
4	4,506
5	5,403
6	6,262
7	7,152
8	8,178
9	9,040
10	10,565

4. Badanie i kalibracja regulatora typu PI

Założenia:

-
= 2 V ,
= 4 V

- pętla sprzężenia zwrotnego otwarta

- działanie akcji różniczkującej (D) wyłączane

Nastawa	Ywej[V]2,06	(otrzymane z pomiaru)
3	2,06	1,2
		3,99	1,48
	4	2,11	3,64
		3,96	4,04
	5	2,08	5,48
		3,96	5,42
	6	2,16	7,68
		4,05	8,2
	7	2,08	9,96
		4,02	10,6
	8	2,08	12,7
		4,04	13,4
	9	2,14	15,6
		4,06	16,4

Wyk.1

5. Charakterystyka skokowa - dobór nastaw

Założenia:

- pętla sprzężenia zwrotnego otwarta

- regulator typu P, wzmocnienie równe 1

- poziom cieczy w zbiorniku ok. 5%-10%

- napięcie dobrane tak by poziom cieczy utrzymywał się na stałym poziomie

- na podstawie wykresu (Wyk.2) przedstawiającego odpowiedź obiektu na podane wymuszenie, określamy obiekt regulacji jako astatyczny.

Wyk.2

=5,7 V

=10,5 V

=4,8 V

= 2,74 V

= 9,23 V

= 9,23-2,74 = 6,49 V

= 51,8 s

= 3 s

Obiekt astatyczny T_c=ΔY_z*(ΔT / ΔY)= 4.8*(51,8/6,49)=38,31

K_p=(0.7*T_c)/T_c = 0.7*38.31/38.31=8,939

Dobór nastaw regulatora typu PI:

= 8,939

= 9s

=38,31s

6. Pomiary przeregulowania

Wyk. 3 Regulator P

= 4V

= 0,6V

= 3,47V

= 3,77V

χ = (y_max-y_ust/y_max)*100% = (3,77-3,47/3,77)*100%=7.95%

e = e_ust/Y_z = 0.6/4=15%

Wyk.4 Regulator PI

= 4V

= 0V

= 4,8 V

7.Wnioski

-przeregulowanie, które uzyskaliśmy osiąga zbyt duże wartości, powinno zawierać się w przedziale 2%-5%. Nasz obliczenia wskazują na błędny dobór nastaw.

- Odpowiedź układu z regulatorem typu P charakteryzuje się dużym przeregulowaniem.

- W regulatorze typu PI człon I minimalizuje błąd w stanie ustalonym. Zwiększa statyczną dokładność regulacji. Zapasy stabilności układu będą znacznie mniejsze niż w przypadku zastosowania tylko regulatora typu P.

5

---