Sterowanie procesami ciągłymi - studia stacjonarne Mieczysław Brdyś, prof. dr hab.inż. Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż. Katedra Inżynierii Systemów Sterowania Wykład 4 - 2015/2016 Systemy sterowania ze sprzężeniem od stanu Część I

Podejścia do opisu systemu sterowania i jego elementów

Związki pomiędzy opisami Zarówno bieguny jak i wzmocnienie statyczne systemu liniowego, stacjonarnego można otrzymać posługując się jego modelem w przestrzeni stanu W szczególności:

Zasadnicza struktura sterowania w klasycznej teorii sterowania: struktura ze sprzężeniem zwrotnym ujemnym od wyjścia Przykład: Dany jest system sterowania (obiekt/system sterowany + układ/system sterujący) położeniem kątowym wału silnika prądu stałego z umocowaną na nim masą Układ sterujący Obiekt sterowany

Przykład: Uchyb sterowania jest mierzony w układzie czujnik – komparator – przetwornik; wynikowe wzmocnienie Uchyb sterowania podany jest na regulator typu P o wzmocnieniu Potraktujemy iloczyn: jako wzmocnienie regulatora P

Przykład: Prawo sterowania ukladu ze sprzężeniem zwrotnym od wyjścia: gdzie: - sprzężenie w przód od wartości zadanej (feedforward reference) - - sprzężenie zwrotne od wyjścia (output feedback) -

Przykład: Inne przedstawienie systemu sterowania – przejście do wykorzystania modelu w przestrzeni stanu Obiekt sterowany

Prawo sterowania w strukturze ze sprzężeniem od wyjścia wyrażone z wykorzystaniem zmiennych stanu

Sterowanie ze sprzężeniem zwrotnym od stanu Wprowadzamy dodatkowe sprzężenie zwrotne od stanu

Sterowanie ze sprzężeniem zwrotnym od stanu Prawo sterowania Sygnał sterujący jest generowany w oparciu o pełny wektor stanu, ale także w oparciu o wartość trajektorii referencyjnej (wartość zadaną)

Wzmocnienie sprzężenia w przód Sterowanie ze sprzężeniem zwrotnym od stanu Sygnał sprzężenia w przód Wzmocnienie sprzężenia w przód Schemat równoważny zad

Sterowanie ze sprzężeniem zwrotnym od stanu

Przedstawienie obiektu sterowanego dogodne dla projektowania układu sterującego ze sprzężeniem zwrotnym od stanu : wektor stanu, rzeczywisty, wymiaru , tzn. : wektor wejść - wielkości sterujących, rzeczywisty, wymiaru , tzn. : wektor wyjść – wielkości mierzonych, rzeczywisty, wymiaru , tzn. : wektor wyjść – wielkości sterowanych, rzeczywisty, wymiaru , tzn.

Model w przestrzeni stanu obiektu sterowanego Model w postaci równań opisuje obiekt dynamiczny liniowy i stacjonarny

Postępowanie projektowe dla układu sterującego ze sprzężeniem zwrotnym od stanu i sprzężeniem w przód od wartości zadanej Prawo sterowania Prawo sterowania ze sprzężeniem zwrotnym od stanu x(t) oraz ze sprzężeniem w przód od wartości zadanej c zad(t)

Postępowanie projektowe dla układu sterującego ze sprzężeniem zwrotnym od stanu Ogólny schemat systemu sterowania ze sprzężeniem od stanu i sprzężeniem w przód od wartości zadanej

Postępowanie projektowe dla układu sterującego ze sprzężeniem zwrotnym od stanu sterowany

Postępowanie projektowe dla układu sterującego ze sprzężeniem zwrotnym od stanu Ponadto chcemy, aby:

Postępowanie projektowe dla układu sterującego ze sprzężeniem zwrotnym od stanu

Postępowanie projektowe dla układu sterującego ze sprzężeniem zwrotnym od stanu

Postępowanie projektowe dla układu sterującego ze sprzężeniem zwrotnym od stanu

Postępowanie projektowe dla układu sterującego ze sprzężeniem zwrotnym od stanu możemy

Postępowanie projektowe dla układu sterującego ze sprzężeniem zwrotnym od stanu

Postępowanie projektowe dla układu sterującego ze sprzężeniem zwrotnym od stanu

Postępowanie projektowe dla układu sterującego ze sprzężeniem zwrotnym od stanu

Postępowanie projektowe dla układu sterującego ze sprzężeniem zwrotnym od stanu

– koniec materiału prezentowanego podczas wykładu Dziękuję za uwagę – koniec materiału prezentowanego podczas wykładu