Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

1 SW – Algorytmy sterowania Komputer sterujący spełnia rolę regulatora w klasycznym systemie sterowania. Algorytm sterowania stanowi regułę sterowania.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "1 SW – Algorytmy sterowania Komputer sterujący spełnia rolę regulatora w klasycznym systemie sterowania. Algorytm sterowania stanowi regułę sterowania."— Zapis prezentacji:

1 1 SW – Algorytmy sterowania Komputer sterujący spełnia rolę regulatora w klasycznym systemie sterowania. Algorytm sterowania stanowi regułę sterowania. Algorytmy sterowania mają charakter rekurencyjnej zależności pozwalającej na wyznaczenie wartości sygnału sterującego jakim należy oddziaływać na obiekt sterowania. Algorytm sterowania dobierany jest w oparciu o znajomość obiektu sterowania.

2 Systemy wbudowane Obiekt x y Regulator ue Element pomiarowy y1y1 Element wykonawczy Zadajnik Sygnał regulującySygnał regulowany Sygnał pomiarowy Sygnał sterujący Uchyb SW - Dobór regulatorów – podejście klasyczne (przypomnienie z PA – do 16)

3 Uproszczony opis dynamiki obiektów Systemy wbudowane y y t t T1T1 T2T2 T0T0 T Charakterystyki obiektów statycznych (inercyjnych II rzędu i wyższych)

4 Uproszczony opis dynamiki obiektów Systemy wbudowane Charakterystyki obiektów astatycznych (całkujących) TiTi T TT0T0 t t y y

5 Regulatory i ich dobór Systemy wbudowane Pełny dobór regulatora wymaga: – wyboru rodzaju regulatora – wyboru typu regulatora – doboru nastaw. Wybór rodzaju regulatora (na podstawie stosunku T 0 /T) T 0 /T < 0,2 - regulator dwupołożeniowy lub trójpołożeniowy 0,2 < T 0 /T < 1regulator ciągły T 0 /T > 1 regulator impulsowy.

6 Typy regulatorów ciągłych Systemy wbudowane Regulator proporcjonalny – typu P Regulator proporcjonalno-całkujący – typu PI Regulator proporcjonalno-różniczkujący – typu PD Regulator proporcjonalno-całkująco-różniczkujący – typu PID

7 Regulatory – dobór typu regulatora Systemy wbudowane Ogólne zasady: – działanie różniczkujące D wprowadza dodatnie przesunięcie fazowe i zwiększa pasmo przenoszenia układu, – działanie całkujące I wprowadza ujemne przesunięcie fazowe i zmniejsza pasmo przenoszenia układu, – działanie całkujące zwiększa rząd astatyzmu układu.

8 Regulator proporcjonalny – typu P Systemy wbudowane k p – współczynnik wzmocnienia regulatora Sygnał sterujący Transmitancja operatorowa regulatora a) idealnego współczynnik proporcjonalności b) rzeczywistego

9 Regulator proporcjonalny – typu P Systemy wbudowane a) t e k p e eu b) T e k p e eu t

10 Regulator proporcjonalno-całkujący - typu PI Systemy wbudowane Sygnał sterujący Transmitancja operatorowa regulatora k p – współczynnik wzmocnienia regulatora T i - stała zdwojenia b) rzeczywistego a) idealnego

11 Regulator proporcjonalno-całkujący - typu PI Systemy wbudowane t e PI u T i k p e P I t k p e I eu T i P T

12 Systemy wbudowane k p – współczynnik wzmocnienia regulatora T d - stała wyprzedzenia Sygnał sterujący Transmitancja operatorowa regulatora idealnego rzeczywistego Regulator proporcjonalno-różniczkujący – typu PD

13 Systemy wbudowane Regulator proporcjonalno-różniczkujący – typu PD a) kpekpe e t u b ) U

14 Systemy wbudowane Transmitancja operatorowa regulatora Sygnał sterujący k p, T i, T D - j.w. idealnego rzeczywistego Regulator proporcjonalno-całkująco- różniczkujący – typu PID

15 Systemy wbudowane Regulator proporcjonalno-całkująco- różniczkujący – typu PID e T T k d p b) u a)

16 Regulatory – dobór nastaw (metoda Zieglera-Nicholsa) Systemy wbudowane Dla regulatora typu P k p = 0,5 k kr Dla regulatora typu PI k p = 0,45 k kr, T i = 0,85 t kr Dla regulatora typu PID k p = 0,6 k kr, T i = 0,5 t kr, T d = 0,12 t kr

17 SW - Regulacja dyskretna Obiekt x y Regulator ue Element pomiarowy y1y1 Element wykonawczy Zadajnik Sygnał regulującySygnał regulowany Sygnał pomiarowy Sygnał sterujący Uchyb Sterownik komputerowy, mikrokontroler

18 SW- Regulacja dyskretna Systemy wbudowane Oś czasu n-1 n n+1 f T – czas impulsowania T 2T 3T nT Warunek Shannona

19 SW- Regulacja dyskretna Systemy wbudowane Twierdzenie Shannona-Kotielnikowa Każdą funkcję ciągłą f(t), której widmo jest ograniczone (tzn. powyżej pulsacji ω g widmo jest równe zeru) można przedstawić w dyskretnych chwilach odległych od siebie o czas T zachowując informacje o wartości funkcji w dowolnej chwili, o ile tylko T spełnia warunek:

20 Dyskretne wersje regulatorów Systemy wbudowane Sygnał sterujący generowany przez regulator ciągły PID (*) Składowa proporcjonalna - P Składowa całkująca - I Składowa różniczkująca - D

21 Regulator PID – wersja pozycyjna Systemy wbudowane Dyskretna wersja regulatora PID (**) Uśredniona wartość pochodnej

22 Regulator PID – wersja przyrostowa Systemy wbudowane (***)

23 Uproszczony opis dynamiki obiektów Systemy wbudowane y y t t T1T1 T2T2 T0T0 TzTz Charakterystyki obiektów statycznych Charakterystyki obiektów astatycznych TiTi T TzTz T0T0 t t y y

24 Regulatory dyskretne – dobór nastaw Systemy wbudowane Podobnie jak w przypadku regulatorów ciągłych, określa się dla dyskretnych regulatorów zasady doboru nastaw zgodnie z regułami uproszczonych transmitancji obiektów (na podstawie wartości parametrów T 0 oraz T z (wg Takahashi). Dla regulatora typu PI: Dla regulatora typu P: Dla regulatora typu PID:

25 Regulatory dyskretne – uwagi praktyczne Systemy wbudowane Wybór wartości okresu impulsowania istotne zadanie w procesie projektowania komputerowego systemu sterowania problem ten należy raczej do sztuki niż nauki (trudno opisać go w sposób ścisły): zbyt długi okres próbkowania może zmniejszyć efektywność regulacji, szczególnie przy występowaniu szybkich zakłóceń. W szczególności gdy okres próbkowania jest dłuższy od czasu odpowiedzi układu wówczas zakłócenie może zmienić przebieg procesu zanim regulator wpłynie na zmianę procesu. Oznacza to, że przy wyborze okresu próbkowania należy uwzględnić zarówno dynamikę procesu jak i charakterystyki zakłóceń. zbyt mały okres próbkowania (zbyt duża częstotliwość próbkowania) zwiększa skutecznie obciążenie komputera. Dobór czasu próbkowania wymaga zatem uwzględnienia parametrów systemu komputerowego.

26 Regulatory dyskretne – uwagi praktyczne Systemy wbudowane Ograniczenie sygnałów sterujących Wyjścia regulatora muszą być ograniczone co najmniej z dwóch powodów: amplituda nie powinna przekraczać zakresu przetwarzania A/C nie powinna być większa niż zakres wejściowy urządzenia wykonawczego. Wynika z tego, że algorytm regulacji winien zawierać funkcje ograniczające. W przypadku postaci przyrostowej algorytmów sterowania wartości przyrostów mogą być zbyt małe, aby w sposób znaczący skompensować zakłócenie. Należy wówczas wprowadzić pewną strefę nieczułości, większą od rozdzielczości przetwornika A/C.


Pobierz ppt "1 SW – Algorytmy sterowania Komputer sterujący spełnia rolę regulatora w klasycznym systemie sterowania. Algorytm sterowania stanowi regułę sterowania."

Podobne prezentacje


Reklamy Google