Instrukcja6 - Instytut Sterowania i Systemów Informatycznych
Transkrypt
Instrukcja6 - Instytut Sterowania i Systemów Informatycznych
Instytut Sterowania i Systemów Informatycznych Uniwersytet Zielonogórski DIAGNOSTYKA PROCESÓW I SYSTEMÓW Laboratorium nr 6 DIAGNOSTYKA LABORATORYJNEGO UKŁADU 3 ZBIORNIKÓW Opracował: mgr inż. Marcel Luzar Cel: Sterowanie i diagnostyka układu wielu zbiorników 1. Opis systemu Układ wielu zbiorników składa się z trzech zbiorników umieszczonych nad sobą (Rys. 1). Każdy z nich ma inny kształt. Ciecz jest pompowana do górnego zbiornika dzięki pompie zasilanej silnikiem DC. Ciecz spływa pod wpływem grawitacji. Rys. 1. Układ wielu zbiorników 1 Odpływ z każdego zbiornika może być kontrolowany, poprzez regulację otwarcia zaworów wylotowych. Poziomy cieczy w każdym ze zbiorników są mierzone przy pomocy czujników ciśnieniowych. Sygnał z czujników jest dostarczany do płytki RT-DAC/USB podłączonej do PC. Są 4 sygnały, które płytka wysyła do układu: są to wartości 3 zaworów oraz wartość pracy pompy. W drugą stronę, od systemu do płytki przekazywana jest informacja o stanie 3 czujników poziomu cieczy. Poziomy cieczy w zbiornikach określane są stanami systemu. Głównym zadaniem sterowania systemem wielu zbiorników jest ustabilizowanie u utrzymywanie zadanych poziomów cieczy w zbiornikach poprzez regulację pracy pompy oraz zaworów. 2. Procedura startowa 1. Program do obsługi trzech zbiorników uruchamia się poprzez wpisanie w linii komend Matlaba polecenia Tank3 2. Matlab uruchomi okno Multitank Control View (Rys. 2), które zawiera opcję podstawowych testów systemu, modele i przykładowe aplikacje sterujące 3. Kliknij 2x na czerwony przycisk Valve 1 ON. Zaobserwuj, czy zawór nr 1 się otworzy. Analogiczny test wykonaj dla pozostałych zaworów oraz pompy Rys. 2. Okno startowe w Matlabie 4. Otwórz okno Manual Setup 2 5. Przetestuj działanie urządzeń wykonawczych w trybie ciągłym. Sprawdź poprawność odczytów czujników pomiarowych porównując je z rzeczywistym poziomem cieczy w zbiornikach 6. Przetestuj przykład sterowania w otwartej pętli (Open-Loop) (Rys. 3) 3. Diagnostyka uszkodzeń 1. Do modelu obiektu (Rys. 4) dodaj bloki do eksportu danych do przestrzeni roboczej Matlaba 2. Korzystając z doświadczeń z poprzednich laboratoriów, zidentyfikuj model zbiorników przy pomocy sieci neuronowych (narzędzie ntstool) 3. Po poprawnej identyfikacji zasymuluj uszkodzenie otwierając zawór ręczny na krótki okres w trakcie zbierania danych 4. Wygeneruj sygnał residuum i określ na podstawie progów decyzyjnych (reguła 3 sigm) czy wystąpiło uszkodzenie Rys. 3. Przykład realizacji sterowania w otwartej pętli 3 Rys. 4. Model obiektu do sterowania rzeczywistym obiektem 4. Sprawozdanie Sprawozdanie należy przygotować w postaci pliku .pdf oraz dołączyć model Simulinka (rozszerzenie *.mdl) oraz niezbędne zmienne potrzebne do jego wykonania. Wszystkie pliki, skompresowane w archiwum WinRar, należy wysłać drogą mailową na adres prowadzącego zajęcia. 4. Literatura 1. Diagnostyka procesów. Modele, metody sztucznej inteligencji, zastosowania. Red: Korbicz J., Koscielny J.M., Kowalczuk Z., Cholewa W. - Wydawnictwo Naukowo- Techniczne, Warszawa, 2002. 2. Koscielny J.M.: Diagnostyka zautomatyzowanych procesów przemysłowych. – Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa, 2001. 3. Pieczynski A.: Komputerowe systemy diagnostyczne procesów przemysłowych. Wydawnictwo Politechniki Zielonogórskiej, Zielona Góra, 1999. 4. Pieczynski A.: Reprezentacja wiedzy w diagnostycznych systemach ekspertowych. Lubuskie Towarzystwo Naukowe, Zielona Góra, 2003. 5. Piegat A.: Modelowanie i sterowanie rozmyte. - Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa, 1999. 6. Rutkowska D.: Inteligentne systemy obliczeniowe, Algorytmy genetyczne i sieci neuronowe w systemach rozmytych. - Akademicka Oficyna Wydawnicza, Warszawa, 1997 7. Rutkowska D., Pilinski M., Rutkowski L.: Sieci neuronowe, algorytmy genetyczne i zbiory rozmyte, - Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1999. 4 8. Yager R.R., Filev D.P.: Podstawy modelowania i sterowania rozmytego, - J.Wiley & Sons. Inc. 1994. 9. INTECO, Multitank User’s Manual, 2012. 5