Automatyka Wykład 6 Regulacja napięcia generatora prądu stałego. Regulacja napięcia turbogeneratora. Regulatory.

Regulacja napięcia obcowzbudnego generatora prądu stałego przez zmianę strumienia magnetycznego e = u0- u u u0 uw = ke uz _ + 1 = const i n 2 = const Robc u = kgn =1+ 2

Regulacja napięcia turbogeneratora prądu stałego przez zmianę dopływu pary  = const R Ciśnienie Temperatura z1 (Z2) Regulator odśrodkowy Turbina Zawór

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 minimalizację lub likwidację (sprowadza błąd do zera). Ze względu na sposób działania regulatorów (algorytm działania) 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 T0 tr t Regulator P Regulator PI Regulator PID T0 tr Odpowiedź skokowa obiektu 0,1k 0,9k Regulator P Regulator PI Regulator PID