Zadania - Wydział Elektrotechniki i Automatyki
Transkrypt
Zadania - Wydział Elektrotechniki i Automatyki
Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania Teoria sterowania Synteza klasycznego systemu sterowania – wpływ rodzaju i parametrów regulatora na jakość sterowania Zadania do ćwiczeń laboratoryjnych 3 Opracowanie: Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż. Michał Grochowski, dr inż. Robert Piotrowski, dr inż. Gdańsk Zadanie 1 Będziemy rozpatrywać następujący układ regulacji: X (s) E (s) – Gr(s) Gob(s) Y (s) Rysunek 1. Schemat układu regulacji gdzie: Gr(s) – transmitancja operatorowa regulatora, Gob(s) – transmitancja operatorowa obiektu sterowanego. Analizę układu będziemy przeprowadzać dla dwóch obiektów o następujących transmitancjach operatorowych: obiekt 1: G ob1 s 15 s(1 0.01s )(1 5s ) G ob 2 s 15 (1 0.01s)(1 5s) obiekt 2: W powyższym układzie regulacji jako regulatorów użyto kolejno: regulatora typu P o transmitancji operatorowej: Gr ( s) kp regulatora typu PI o transmitancji operatorowej: Gr ( s) kp(1 1 ) Ti s idealnego regulatora typu PID o transmitancji operatorowej: Gr ( s) kp(1 1 TD s ) TI s Parametry regulatorów dla obu obiektów zostały wstępnie dobrane i są zamieszczone w załączonym m-pliku Lab_3.m. Należy: 1. Przeanalizować wpływ zastosowania w układzie regulacji regulatorów typu P, PI oraz PID na działanie tego układu (wykorzystując m-plik Lab_3.m). 2. Dla obu obiektów należy dokonać analizy wpływu kolejnych typów regulatorów na stabilność układu regulacji oraz na wskaźniki określające jakość regulacji układu, w tym: czas regulacji, czas narastania, przeregulowanie, uchyb ustalony nadążeniowy, zapas amplitudy, zapas fazy. 3. W m-pliku Lab_3.m zaproponowano pewien zestaw parametrów regulatorów. Należy zbadać wpływ zmian tych parametrów (współczynnik wzmocnienia kp, stała czasowa całkowania Ti, stała czasowa różniczkowania Td) na wymienione w pkt. 2 wskaźniki jakości regulacji. Dokonać co najmniej jednego zwiększenia oraz zmniejszenia wartości wszystkich parametrów regulatorów w stosunku do zaproponowanych. 4. Wyniki ilościowe analiz zestawić w odpowiedniej tabeli oraz zilustrować wykresami. 5. Wyciągnąć możliwie obszerne wnioski odnośnie wpływu poszczególnych typów regulatorów lub/i ich członów na własności układu regulacji. UWAGA: Przy korzystaniu z m-pliku Lab_3.m należy wybrać rodzaj obiektu oraz typ regulatora, a następnie jego parametry. Wszystkie te operacje należy wykonać w wydzielonej sekcji „WYBÓR OBIEKTU I REGULATORA ORAZ JEGO PARAMETRÓW”. W pozostałej części pliku możliwa jest zmiana sposobu wyświetlania kolejnych transmitancji operatorowych oraz wizualizacja wyników w postaci wykresów. Wielkości określające wskaźniki jakości regulacji można zaobserwować na wykresach poprzez zaznaczenie na nich myszką odpowiednich opcji wyświetlania wykresu.