Zagadnienia i pytania do zaliczenia #2

Zakres materiału z Podstaw automatyki do zaliczenia połówkowego II
oraz przykładowe pytania
Forma zaliczenia: test pisemny, 5 pytań (2pkt za każde), czas ok. 50 min.)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
Dokładność statyczna (w stanie ustalonym). Układy statyczne i astatyczne.
Ocena jakości regulacji na podstawie charakterystyk czasowych (czas regulacji,
przeregulowanie).
Ocena jakości regulacji na podstawie rozkładu biegunów układu zamkniętego (stopień stabilności, oscylacyjność).
Ocena jakości regulacji na podstawie charakterystyk częstotliwościowych (zapas
stabilności).
Zasada doboru nastaw regulator metodą próby skokowej R,L
Wyznaczanie zastępczych transmitancji operatorowych obiektów regulacji na podstawie charakterystyki skokowej.
Regulatory PID, ich charakterystyki czasowe.
Zasada doboru nastaw regulatorów metodą Zieglera-Nicholsa (eksperymentalna i
analityczna).
Pojęcie linii pierwiastkowych. Zastosowanie metody linii pierwiastkowych do projektowania układów regulacji.
Procedura postępowania przy wyznaczaniu nastaw regulatorów PI, PD, PID metodą
analityczną polegająca na kompensacji (skreślania) dominujących biegunów obiektu.
Układy regulacji dwustawnej. Ocena jakości. Korekcja jakości pracy układu typu PID.
Liniowe układy impulsowe. Pojęcia podstawowe. Impulsator idealny, ekstrapolator.
Opis liniowych układów impulsowych za pomocą transmitancji dyskretnej. Wyznaczanie transmitancji dyskretnej.
Struktura impulsowego układu regulacji automatycznej.
Stabilność liniowych układów impulsowych. Pojęcie stabilności i stabilności asymptotycznej. Podstawowe twierdzenie o stabilności. Metoda badania stabilności.
Zastosowanie twierdzenia Hurwitza do badania stabilności układów impulsowych.
Cyfrowe realizacje regulatorów PID.
Przykładowe pytania:
1.
Wyznaczyć wartość uchybu regulacji dla zadanej transmitancji układu otwartego i zadanej postaci sygnału wymuszenia, np.:
Ile wyniosą wartości uchybu statycznego, gdy sygnał skokowy
= ⇒ = ⁄ o zadanej wartości położenia = 2 zostanie podany
na wejście układu regulacji o poniższych postaciach transmitancji układu otwartego:
a)
=
4
,
+1
d)
=
6 + 3
,
+ 2 + 6
=
b)
e)
10
,
+ 1 + 2
=
c)
=
ଶ
5
+ 2 + 5
10
.
ଶ ଶ + 2 + 1
2.
Podaj interpretację graficzną dynamicznych wskaźników oceny jakości regulacji
3.
Podaj interpretację graficzną częstotliwościowych wskaźników oceny jakości regulacji
4.
Naszkicuj charakterystyki skokowe regulatora PI I PID, wskazując na nich parametry
tych regulatorów.
5.
Układ dynamiczny o transmitancji G ( s ) =
6.
Określ parametry Kp, TI, TD, przy czym N
=5, regulatora PID na podstawie jego odpowiedzi skokowej. Wskaż je na rysunku.
K
został objęty jednostkowym sprzężes (s + 2 )
niem zwrotnym. Wyznacz taką wartość wzmocnienia K w układzie, aby zapewnić wartość pulsacji drgań nietłumionych ωn = 2. Jaką wartość przyjmie względny współczynnik
tłumienia ς układu ?
7.
Podaj w punktach procedury nastaw regulatora na podstawie zaleceń Zeigler -Nicholsa
8.
Podaj w punktach metodę doboru regulatora PID na podstawie parametrów krytycznych odpowiedzi układu automatycznej regulacji.
1
u(t
)
1
8
6
9.
Podaj w punktach metodę doboru regulatora PID na podstawie parametrów odpowiedzi skokowej układu otwartego.
4
2
e(t
)
0
0
1
2
3
4
5
t{s}
6
7
8
9
10. Omów znaną Ci metodę analitycznego doboru nastaw regulatora PID.
Step response
11.
Na podstawie odpowiedzi skokowej
układu otwartego (rys. obok) określ wartości nastaw regulatora PID
12.
Wymień znane Ci metody doboru
nastaw regulatorów PID.
4
3
u(t)
2
13.
Podaj w punktach metodę doboru
regulatora PID na podstawie parametrów
1
0
0
5
10
t {s}
15
20
1
krytycznych odpowiedzi układu automatycznej regulacji.
14. Podaj w punktach metodę doboru regulatora PID na podstawie parametrów odpowiedzi
skokowej układu otwartego.
15. Omów znaną Ci metodę analitycznego doboru nastaw regulatora PID.
16. Wyznacz transmitancję dyskretną () układu o schemacie blokowym podanym na rysunku, jeżeli transmitancja operato݇ܶ௦
rowa układu ciągłego ma na przy‫)ݐ(ݕ‬
‫)ݐ(ݑ‬
‫)݇(ݑ‬
kład postać () = 1/ i gdzie
‫)ݏ(ܪ‬
‫ܩ‬௢ (‫)ݏ‬
() symbolizuje ekstrapolator zerowego rzędu
17. Podaj podstawowe twierdzenie o stabilności asymptotycznej układu dyskretnego. Podaj
metodę badania stabilności asymptotycznej układu dyskretnego z wykorzystaniem twierdzenia Hurwitza.
18. Zbadaj asymptotyczną stabilność układu dyskretnego, którego wielomian charakterystyczny ma postać (tu podana postać wielomianu ()).
19. Wyznacz wartości wzmocnienia w układzie otwartym o zadanej transmitancji dyskretnej, dla których dyskretny układ regulacji jest asymptotycznie stabilny i uchyb ustalony
przy zadanym wymuszeniu (np. skokowym) spełnia zadany warunek (tu postać tego warunku).
20. Podaj transmitancję dyskretną cyfrowego przyrostowego (prędkościowego) regulatora PI,
PD, PID.
21. Wyprowadź wzór określający algorytm działania cyfrowego prędkościowego regulatora
PID.