Osnova přednášky. Univerzita Jana Evangelisty Purkyně Základy automatizace Vlastnosti regulátorů

Univerzita Jana Evangelisty Purkyně

Základy automatizace Vlastnosti regulátorů Osnova přednášky 1) Základní pojmy; algoritmizace úlohy 2) Teorie logického řízení 3) Fuzzy logika 4) Algebra blokových schémat 5) Vlastnosti členů regulačních obvodů 6) Vlastnosti regulátorů 7) Stabilita regulačního obvodu 8) Kvalita regulačního pochodu 9) Robotika


Základy automatizace Vlastnosti regulátorů Osnova přednášky ●

●

●

Jednoduché regulátory ● P regulátor ● I regulátor ● D regulátor Složené regulátory ● PI regulátor ● PD regulátor ● PID regulátor Použití regulátorů


Základy automatizace Vlastnosti regulátorů Soustava

G(S) – regulovaný (řízený systém) R(S) – regulátor (řídící systém) w – žádaná (řídící) veličina e – regulační odchylka

u – akční veličina v – porucha akční veličiny ε – porucha regulované veličiny y – regulovaná(řízená) veličina


Základy automatizace Vlastnosti regulátorů Proporcionální regulátor Stejnosměrný invertující zesilovač

U 2=−A⋅U1


Základy automatizace Vlastnosti regulátorů Proporcionální regulátor Zesilovač se zpětnou vazbou

R0 U 2=− ⋅U 1=K⋅U1 R1 Zdroj vstupní signálu má vnitřní odpor RG

R0 K ≈− R1 R G


Základy automatizace Vlastnosti členů regulačních obvodů 2 Proporcionální člen Frekvenční charakteristika v logaritmických souřad. ∣G  j ∣=K

G dB =20 log∣G  j ∣ G dB=20 log K


Základy automatizace Vlastnosti regulátorů Integrační regulátor

1 XC  j = j C 1 X C p= pC 1 pC 1 G p=− =− R pCR


Základy automatizace Vlastnosti členů regulačních obvodů 2 Integrační člen Frekvenční charakteristika v logaritmických souřad. Kv ∣G  j ∣=  Kv G dB =20 log   


Základy automatizace Vlastnosti regulátorů Derivační regulátor

R Gp=− 1 pC Gp=−pC R=−p Td


Základy automatizace Vlastnosti členů regulačních obvodů 2 Derivační člen Frekvenční charakteristika v logaritmických souřad. ∣G j ∣=Td j  G dB=20 log∣G  j ∣


Základy automatizace Vlastnosti regulátorů Derivační regulátor

1 Gp=−pC R⋅ Tp1



●

●




●

●

Paralelní řazení jednoduchých regulátorů ● Nejlepší výsledky ● Množství operačních zesilovačů Použití korekčních členů ● Nižší kvalita ● Pasivní prvky Zpětnovazební zapojení ● Jeden operační zesilovač ● Pasivní prvky ● Vyhovující kvalita ● Ovlivňování konstant


Základy automatizace Vlastnosti regulátorů PI regulátor

● ●

Paralelní zapojení: proporcionální regulátor integrační regulátor

KV 1 G p=K  =K  p Ti p




Základy automatizace Vlastnosti regulátorů PI regulátor Frekvenční charakteristiky

KV 1 1 = = K K Ti


Základy automatizace Vlastnosti regulátorů PI regulátor Přechodová charakteristika



u=− y1 y2 

Výstupní invertující sumátor zesílení – zvětšení zpětnovazevního R



● ● ●

Využití podobnosti → integrační část nahražena setrvačností Korekční člen Pasivní prvky


Základy automatizace Vlastnosti regulátorů PI regulátor ●

●

Přenos – přenos odporového děliče Rezistory volíme tak, aby přenos byl 1/20 až 1/5

R2 K= R 1 R 2 ●

Časová konstanta

T=R 1R 2 ⋅C



●

●

Přechodová charakteristika korekčního členu Neodstraňuje regulační odchylku


Základy automatizace Vlastnosti regulátorů PI regulátor ● ●

●

Zpětnovazební PI regulátor Zpětná vazba: Nízké frekvence derivační charakter Vysoké frekvence proporcionální charakter

KV Gp=−K  p R0 K= R1

1 K V= C R0


Základy automatizace Vlastnosti regulátorů PD regulátor

● ●

Paralelní zapojení: proporcionální regulátor derivační regulátor

Gp= KTd p Td =R C




Základy automatizace Vlastnosti regulátorů PD regulátor Logaritmické charakteristiky

K  0= Td


Základy automatizace Vlastnosti regulátorů PD regulátor Přechodové charakteristiky ideální - skutečný



1  d= R1C



● ● ●

Využití podobnosti → derivační část nahražena setrvačností Korekční člen Pasivní prvky


Základy automatizace Vlastnosti regulátorů PD regulátor Frekvenční charakteristiky korekčního členu


Základy automatizace Vlastnosti regulátorů PD regulátor Zpětnovazební PD regulátor

G p=−KTd p R1R 2 K=− R0 R1 R 2 Td =C R 1 R 2


Základy automatizace Vlastnosti regulátorů PID regulátor

● ● ●

Paralelní zapojení: proporcionální regulátor derivační regulátor integrační regulátor

Kv Gp=K  Td p p 1 G p=K  Td p Ti p


Základy automatizace Vlastnosti regulátorů PID regulátor


Základy automatizace Vlastnosti regulátorů PID regulátor Frekvenční a přechodová charakteristika


Základy automatizace Vlastnosti regulátorů PID regulátor Korekční člen


Základy automatizace Vlastnosti regulátorů PID regulátor Zpětnovazební PID regulátor



●

●



Základy automatizace Vlastnosti regulátorů Použití regulátorů Regulátor P ➔ Základní, nejpoužívanější a nejjednodušší i pro astatické soustavy ➔ Není vhodný pro soustavy bez setrvačnosti Regulátor I ➔ Odstraňuje regulační odchylku ➔ Pokles zesílení s rostoucí frekvencí, pomalu odstraňuje poruchy ➔ Pro statické soustavy bez setrvačnosti Regulátor PD ➔ Všude kde vyhovuje P regulátor ➔ Větší rychlost regulace Regulátor PI ➔ Univerzální použití ➔ Úplně odstraňuje regulační odchylku ➔ Zlepšuje stabilitu regulačního obvodu Regulátor PID ➔ Všude kde vyhovuje PI, je rychlejší, rychle tlumí překmity


Základy automatizace Vlastnosti regulátorů Opakovací otázky 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Vysvětlete princip regulátoru P. Vysvětlete princip regulátoru I. Vysvětlete princip regulátoru D. Vysvětlete princip regulátoru PI. Vysvětlete princip regulátoru PD. Vysvětlete princip regulátoru PID. Popište základní typy použití různých regulátorů.

Osnova přednášky. Univerzita Jana Evangelisty Purkyně Základy automatizace Vlastnosti regulátorů

Recommend Documents