Osnova přednášky. Univerzita Jana Evangelisty Purkyně Základy automatizace Vlastnosti regulátorů

Transkript

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

2 Osnova přednášky Jednoduché regulátory P regulátor I regulátor D regulátor Složené regulátory PI regulátor PD regulátor PID regulátor Použití regulátorů

3 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

4 Proporcionální regulátor Stejnosměrný invertující zesilovač U 2= A U1

5 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

6 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

7 Integrační regulátor 1 XC j = j C 1 X C p = pc 1 pc 1 G p = = R pcr

8 Vlastnosti členů regulačních obvodů 2 Integrační člen Frekvenční charakteristika v logaritmických souřad. Kv G j = Kv G db =20 log

9 Derivační regulátor R G p = 1 pc G p = pc R= p Td

10 Vlastnosti členů regulačních obvodů 2 Derivační člen Frekvenční charakteristika v logaritmických souřad. G j =Td j G db=20 log G j

11 Derivační regulátor 1 G p = pc R Tp 1

12 Osnova přednášky Jednoduché regulátory P regulátor I regulátor D regulátor Složené regulátory PI regulátor PD regulátor PID regulátor Použití regulátorů

13 Osnova přednášky 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

14 PI regulátor Paralelní zapojení: proporcionální regulátor integrační regulátor KV 1 G p =K =K p Ti p

15 PI regulátor

16 PI regulátor Frekvenční charakteristiky KV 1 1 = = K K Ti

17 PI regulátor Přechodová charakteristika

18 PI regulátor u= y1 y2 Výstupní invertující sumátor zesílení zvětšení zpětnovazevního R

19 PI regulátor Využití podobnosti integrační část nahražena setrvačností Korekční člen Pasivní prvky

20 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

21 PI regulátor Přechodová charakteristika korekčního členu Neodstraňuje regulační odchylku

22 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

23 PD regulátor Paralelní zapojení: proporcionální regulátor derivační regulátor G p = K Td p Td =R C

24 PD regulátor

25 PD regulátor Logaritmické charakteristiky K 0= Td

26 PD regulátor Přechodové charakteristiky ideální - skutečný

27 PD regulátor 1 d= R1C

28 PD regulátor Využití podobnosti derivační část nahražena setrvačností Korekční člen Pasivní prvky

29 PD regulátor Frekvenční charakteristiky korekčního členu

30 PD regulátor Zpětnovazební PD regulátor G p = K Td p R1 R 2 K= R0 R1 R 2 Td =C R 1 R 2

31 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

32 PID regulátor

33 PID regulátor Frekvenční a přechodová charakteristika

34 PID regulátor Korekční člen

35 PID regulátor Zpětnovazební PID regulátor

36 Osnova přednášky Jednoduché regulátory P regulátor I regulátor D regulátor Složené regulátory PI regulátor PD regulátor PID regulátor Použití regulátorů

37 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

38 Opakovací otázky 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.