Automatyka Wykład 7 Regulatory
Rodzaje regulatorów Regulator e(t) u(t) Regulator jest urządzeniem, które po wystąpieniu błędu regulacji w układzie regulacji poprzez oddziaływanie na obiekt regulacji powoduje jego likwidację (sprowadza błąd do zera). Ze względu na sposób działania elementów rozróżnia się regulatory analogowe i dyskretne (cyfrowe i impulsowe). Rodzaje regulatorów ze względu na właściwości dynamiczne: proporcjonalny (P), proporcjonalno – całkujący (PI) proporcjonalno – różniczkujący (PD) proporcjonalno - całkująco – różniczkujący PID
Regulator P
Regulator PI Odpowiedź skokowa h kp Ti t
Regulator PD
Regulator PID Odpowiedź skokowa kp t h(t) arc tg kp/Ti 2kp Ti
Struktury regulatorów Struktura równoległa Struktura ze sprzężeniem zwrotnym Struktura równoległa PID + kp E(s) U(s)
Struktura na wzmacniaczu o bardzo dużym wzmocnieniu z ujemnym sprzężeniem zwrotnym Gsp(s) _ E(s) U(s)
_ E(s) U(s) k R1 Uwe(s) Uwy(s) C1 R2 C2 _ + I(s)
Transmitancja operatorowa regulatora PID z inercją Odpowiedź skokowa t h Ti T kp
Zasady Zieglera - Nicholsa W celu uzyskania w układzie automatycznej regulacji przebiegów z przeregulowaniem ok.20% i minimalnym czasem regulacji stosuje się przy doborze nastaw regulatora reguły podane przez Zieglera-Nicholsa. W myśl tych reguł należy najpierw niezależnie od typu regulatora uczynić z niego regulator typu P czyli w przypadku regulatora PID nastawić czas zdwojenia Ti = oraz czas wyprzedzenia Td = 0. Wzmocnienie regulatora kp należy nastawić na wartość minimalną a następnie zwiększać jego wartość, aż do chwili gdy w układzie pojawią się drgania o stałej amplitudzie. Należy odczytać wartość tego wzmocnienia kpkr zwanego wzmocnieniem krytycznym, przy którym wystąpiły drgania oraz okres tych drgań Tkr, zwany okresem krytycznym. Wg. reguł Zieglera-Nicholsa należy nastawić: dla regulatora PID dla regulatora PI dla regulatora P dla regulatora PI . dla regulatora P
h k t T0 tr 0,1k 0,9k Regulator P Regulator PI Regulator PID