definovat pojmy: PI člen, vnější a vnitřní omezení, přenos PI členu popsat činnost PI regulátoru samostatně změřit zadanou úlohu

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "definovat pojmy: PI člen, vnější a vnitřní omezení, přenos PI členu popsat činnost PI regulátoru samostatně změřit zadanou úlohu"

Blažena Horáková
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 . PI regulátor Čas ke studu: 5 mnut Cíl Po rostudování tohoto odstavce budete umět defnovat ojmy: PI člen, vnější a vntřní omezení, řenos PI členu osat čnnost PI regulátoru samostatně změřt zadanou úlohu Výklad PI regulátor atří k nejoužívanějším tyům regulátorů v technce elektrckých ohonů. Tento regulátor vznkne aralelním sojením roorconálního a ntegračního členu (obr. 6). Obr. 6 PI regulátor a jeho řechodová charakterstka Podle ravdel blokové algebry lze jeho řenos stanovt takto F ( ) = F ( ) + F ( ) kde je časová konstanta regulátoru je časová konstanta ntegračního členu K je zesílení roorconálního členu + ( Jednoduchá raktcká realzace PI regulátoru s jedním oeračním zeslovačem je na obr. 7 6

Tento regulátor vznkne aralelním sojením roorconálního a ntegračního členu (obr. 6). Obr.

2 Obr. 7 Jednoduchý PI regulátor U 0 C + C + + Přenos tohoto členu je = = = K = K( U C C kde K = je roorconální zesílení a = C je časová konstanta Výstuní naětí oeračního zeslovače je tedy oět dáno součtem roorconální a ntegrační složky vstuního sgnálu. Nevýhodou tohoto jednoduchého zaojení je vzájemná vazba mez zesílením a časovou konstantou. Není tedy možné nastavt tyto složky nezávsle na sobě. Zaojení PI regulátoru, které odstraňuje tento nedostatek je na obr. 8. Vstuní zeslovač U vytváří regulační odchylku z žádané Uz a skutečné Us hodnoty regulované velčny. Zeslovač U je zaojen jako P-člen s roměnným zesílením a zeslovač U3 jako I-člen s roměnnou časovou konstantou. Výstuní sgnál obou členů je sečten výstuním zeslovačem U4. Protože se jedná o aralelní řazení, je možné nezávslé nastavení obou složek PI regulátoru. Obr. 8 PI regulátor s odděleným nastavením P a I složky 7

Není tedy možné nastavt tyto složky nezávsle na sobě. Zaojení PI regulátoru, které odstraňuje tento nedostatek je na obr. 8.

3 Pro řenos oět latí F ( ) + ( kde K = = 3C α α V rax je většnou nutné vybavt regulátor omezovačem, který uraví výstuní sgnál na hodnotu otřebnou ro další zracování. Kromě toho je vhodné vybavt regulátor tzv. vntřním omezovačem, který omezuje naětí na ntegračním členu. Důvodem je fakt, že ř dosažení výstuního omezení nebo saturace ntegračního členu už nelatí, že výstuní naětí je dáno součtem P a I složky. Dochází tak ke zkreslení výstuního naětí a ke zomalení regulace. Chování PI regulátoru s omezovačem a bez omezovače zachycuje obr. 9. Obr. 9 Vlv vntřního omezovače Na obr. 9 je v levém slouc zachyceno chování PI členu vybaveného ouze s výstuním omezovačem. Je zřejmé, že ř dosažení omezení výstuního naětí dále roste naětí na ntegračním členu až do saturace. Př oačném skoku vstuního naětí dochází ke zomalení reakce, rotože musíme čekat na odsycení I členu. V ravém slouc je PI člen vybaven jak výstuním, tak vntřním omezovačem naětí. Př dosažení omezení výstuního naětí zareaguje vntřní omezovač a zastaví ntegrac I členu. Tím je zajštěno, že výstuní naětí je v každém okamžku dáno součtem P a I složky a nedochází tak ke zoždění. Blokové schéma PI regulátoru s odděleným nastavením P a I složky a s vnějším a vntřním omezovačem ukazuje obr. 0. OM až OM4 jsou omezovače, ISZ až ISZ3 jsou nvertující součtové zeslovače, +Uom a -Uom jsou omezující naětí. Na obr. je odrobné schéma zaojení měřeného PI regulátoru 8

Důvodem je fakt, že ř dosažení výstuního omezení nebo saturace ntegračního členu už nelatí, že výstuní naětí je dáno součtem P a I složky.

4 Obr. 0 Blokové schéma regulátoru Zadání ) U ředloženého vzorku PI regulátoru zjstěte řechodové charakterstky ro různá zesílení, časové konstanty a omezení výstuního naětí ) Posuďte, zda je regulátor vybaven vntřním omezovačem a vysvětlete jeho vlv 3) K rotokolu řložte růběhy zobrazené omocí oscloskou a odečtěte velkost zesílení a časových konstant 9

Posuďte, zda je regulátor vybaven vntřním omezovačem a vysvětlete jeho vlv 3) K

5 Obr. Obvodové schéma regulátoru 0

Podobné dokumenty

ZÁKLADY AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ

VYSOKÁ ŠKOLA BÁŇSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA FAKULTA STROJNÍ ZÁKLADY AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ 10. týden doc. Ing. Renata WAGNEROVÁ, Ph.D. Ostrava 2013 doc. Ing. Renata WAGNEROVÁ, Ph.D. Vysoká škola báňská