Transcript spojitý regulátor

AŘTP - spojitý regulátor
Katedra elektrotechniky a automatizace
Miloslav LINDA
Spojitý regulátor
• Spojitý regulátor:
• vyšší forma regulace;
• regulátor je vytvořen z bloků P, I a D složky
(Proporcionální, Integrační a Derivační);
Rovnice spojitého regulátoru






r1
1
r1 
1

G R (s)  r0   r1s  r0 1 
 s  r0 1 
 Td s 

r0
s
r0 
 Tis

s
 r

1


- Z rovnice se nechá regulátor sestavit pomocí dílčích bloků jako je
zesílení a časové konstanty integrační a derivační části.
- Zesílení určují jednotlivé r0; r-1 a r1.
- dejte pozor na zadávání konstant do bloku PID,
nutno zadat jako r0; r-1 a r1
Spojitý regulátor
- Rozkreslený spojitý regulátor
- Spojitý regulátor -- blok PID
proporcionální
zesílení
nastavení bloku PID Controller
derivační část
se zesílením
integrační část
se zesílením
Zjištění konstant regulátoru
Metoda Ziegler-Nichols:
• je založena na zjištění r0 a Tk;
• pomocí regulátoru, kdy vyřadíme složky I a D
• [rk,pk,wk,wpk]=margin(g)
– příkaz, který zjistí kritické zesílení a úhlovou frekvenci
otevřeného obvodu (rk - r0; wk → Tk)
Zjištění konstant regulátoru
– Metoda Ziegler-Nichols (dokončení)
• určení parametrů regulátoru z kritického zesílení a kritické
periody
r0
Ti
Td
P
PI
PD
0,5*rok
0,45*rok
0,4*rok
0,83*Tk
-
0,05*Tk
PID
0,6*rok
0,5*Tk
0,12*Tk
Zjištění konstant regulátoru
– Ze znalosti přechodové charakteristiky:
• odečteme Tu; Tn a ks=1/a0
r0
Ti
Td
P
PI
(Tn/Tu)*ks
0,9*(Tn/Tu)*ks
3,33*Tu
-
PD
PID
1,2*(Tn/Tu)*ks
1,25*(Tn/Tu)*ks
2*Tu
0,25*Tu
0,5*Tu
Zjištění konstant regulátoru
Metoda Naslinova:
• analytická metoda;
α
σ[%]
1,75
1,8
1,9
2
2,2
2,4
16
12
8
5
3
1
σ[%] - maximální přeregulování
Zjištění konstant regulátoru
– Metoda Naslinova (dokončení)
G( s) 
b0
s 2  a1s  a0
přenos systému
- podmínka
2
a1
 a0  0


1  ( a1  b0 r1 ) 2
r0  
 a0 
b0 


1 (a1  b0 r1 )3
r1 
b0
3
nutné použít PID regulátor
r1 volíme tak aby r0 > 0
volíme zesílení r1
Zjištění konstant regulátoru
Metoda Whiteleyho:
Spojitý regulátor
- Úkoly k procvičení a do protokolu.
• Sestavte regulační obvod
» nejprve z dílčích bloků;
» dále pomocí bloku PID.
• Vykreslete charakteristiky
» do jednoho grafu skok, soustavu bez regulace,
soustavu s regulací.
• Zkoušejte různé kombinace konstant, vlastně
jednotlivé regulátory P, PI, PD a PID a porovnejte,
který je z hlediska nastavení optimálnější.
• Zhodnoťte kvalitu regulace.
Zatím konec, další až příště