zadanie domowe do cwiczenia nr 10

ZAAWANSOWANE TECHNIKI STEROWANIA (ES2C302 208)
Kierunek: Elektrotechnika (specjalność: Automatyka Przemysłowa
i Technika Mikroprocesorowa)
Studia stacjonarne II stopnia, sem. III (letni), rok akad. 2013/2014
Pracownia specjalistyczna – materiały do ćwiczenia nr 10:
Struktura sterowania z modelem wewnętrznym
(ang. Internal Model Control, IMC)
Celem ćwiczenia jest zbadanie działania układu regulacji w strukturze wykorzystującej
model wewnętrzny, IMC. Zadanie polega na obliczeniu transmitancji regulatora IMC dla
wybranych obiektów regulacji oraz porównaniu działania układu IMC ze standardowym
regulatorem PID. Zadanie jest realizowane za pomocą standardowych narzędzi pakietu
Matlab/Simulink oraz biblioteki narzędziowej ‘IMCTUNE’, dostępnej na stronie Matlab
Central pod adresem: http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/3369-techniquesof-model-based-control/content/Imctune.m.
W celu realizacji ćwiczenia należy:
 Rozpakować plik ‘IMCtune.zip’, tworząc katalog o tej samej nazwie;
 Dołączyć katalog ‘IMCtune’ wraz z podkatalogiem przeznaczonym do składowania plików
z badanymi modelami do ścieżki pakietu MATLAB;
 Zapoznać się z dokumentacją pakietu, zawartą w pliku ‘Read_Me.pdf’ (zawartym
w katalogu ‘IMCtune’). Zapoznać się z załączoną prezentacją (spakowany plik
‘IMC_prezentacja.zip’ z dokumentem programu PowerPoint2007), zawierającą opis
wykorzystania komend pakietu ‘IMCtune’ w języku polskim.
Zadania do samodzielnego wykonania
1. Dokonać obliczeń transmitancji regulatora IMC dla obiektów regulacji o następujących
transmitancjach.
a) P( s ) 
2
( s  1) ( s  2)
b) P( s) 
2
e 10s
10s  1
c) P( s) 
 s 1
 s 1
e 10s 
e 10s
2
( s  1)(s  2)(s  0.5)
s  3.5s  3.5s  1
2
3
We wszystkich przypadkach należy założyć, że transmitancja modelu obiektu M(s) jest
dokładnie równa transmitancji obiektu regulacji P(s).
2. Porównać przebiegi zmiennej regulowanej oraz wielkości sterującej dla dwóch układów:
z regulatorem IMC oraz z regulatorem PID, dobranym przez funkcje pakietu ‘IMCtune’.
3. Porównać przebiegi zmiennej regulowanej oraz wielkości sterującej dla tych samych
układów, wprowadzając do struktury regulacji zakłócenia o różnej wariancji.
4. Zmienić transmitancję obiektu regulacji P(s) – zwiększając wartość jednej ze stałych
czasowych transmitancji obiektu kolejno o +10%, -10%, +25% i -25% wartości nominalnej
(nie zmieniając przy tym odpowiadającej jej stałej czasu transmitancji modelu obiektu!). Po
każdej zmianie wyznaczyć nastawy regulatora PID (za pomocą funkcji pakietu ‘IMCtune’)
oraz wykonać symulację działania obydwu układów regulacji. Zaobserwować
i zarejestrować przebiegi zmiennej regulowanej oraz wielkości sterującej dla obydwu
układów regulacji, pracujących bez obecności zakłóceń.
5. Przeprowadzić dyskusję rezultatów eksperymentów symulacyjnych oraz sformułować
stosowne wnioski.
Opracował:
Dr hab. inż. Mirosław Świercz, prof. PB
Katedra Automatyki i Elektroniki
Wydział Elektryczny PB