REGULACE ČINNOSTI ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ Úvod Záporná zpěná vazba Úloha reguláoru Druhy reguláorů Seřízení reguláoru Snímaní informací o echnologickém procesu ELES11-1
Úvod Ovládání je řízení, při kerém ovládáme sousavu bez auomaické zpěné vazby Ovládání Akční člen (elekromoor) Ovládané zařízení (ovládaná sousava) Měření ELES11-2
Úvod Regulace je řízení, při kerém regulovaná veličina sleduje řídící veličinu Akční člen (elekromoor) Regulované zařízení (regulovaná sousava) Měření Reguláor Výsup reguláoru Regulovaná Skuečná hodnoa veličina Žádaná Řídící hodnoa veličina ELES11-3
Příklad Udržování konsanního laku v lakové nádobě při proměnném odběru vody lakový spínač výlak manomer laková nádoba sání čerpací sousrojí moorový jisič ELES11-4
konaky spínače = řízení čerpací sousrojí = akční člen lakový spínač = reguláor laková nádoba = regulované zařízení manomer = měření Dvousavová regulace ELES11-5
Dvousavová regulace VYP - ZAP w žádaný lak p Z x skuečný lak p p max e reg.odchylka p y činnos chod sop čerpadla ELES11-6
Regulace věšího poču veličin kombinace více smyček Logika Akční člen Reguláor I. Regulovaná sousava Reguláor II. Jednolivé smyčky pracují nezávisle na sobě logický člen vybírá smyčku, kerá působí na akční člen ELES11-7
Regulace věšího poču veličin kombinace více smyček Akční člen Regulovaná sousava Reguláor I. Reguláor II. Smyčky pracují jako vnořené (v sérii) Vniřní (podřízená) smyčka je řízena vnější (nadřazenou) smyčkou ELES11-8
Spojiá regulace proudu mooru ramvaje (podřízená smyčka) Ampérmer Nožní páka Kabina řidiče ELES11-9
Spojiá regulace proudu mooru ramvaje (podřízená smyčka) i Z Ri z MN SM ramvaj i S SM - sejnosměrný moor MN - měnič sejnosměrného napěí Ri - reguláor proudu s výsupem z pro řízení měniče napěí i Z - žádaná hodnoa proudu (momenu) nožní páka řidiče i S - skuečná hodnoa proudu (momenu) ampérmer řidiče e - regulační odchylka = i Z - i S - i S - záporná zpěná vazba Je na ramvaji nadřazená smyčka? Ano, voří ji řidič, ovládající nožní páku dle achomeru ELES11-1
Regulační smyčka w() + e() Reguláor - x() u() Akční člen y() z() Regulovaná sousava x() w() - žádaná hodnoa x() - skuečná hodnoa e() - regulační odchylka = w() x() u() - výsupní veličina reguláoru y() - akční veličina z() - poruchová veličina přenos regulované sousavy G S = x / y přenos akčního členu G AC = y / u přenos reguláoru G R = u / e ČVUT přenos FEL Praha Kaedra oevřené elekrických pohonů smyčky a rakce G = x / e= G *G *G ELES11-11
Druhy reguláorů P - proporcionální reguláor Odezva na jednokový skok w má rovněž skokový průběh x ( ) = K w( ) P ( p) K P ( p) x G R = = w w w() x x() ELES11-12
Druhy reguláorů PI - proporcionálně-inegrační reguláor Odezva na jednokový skok w má na začáku skok a následující průběh je inegrálem vsupu w x 1 T ( ) = K ( ) + P w w( ) I d G R = x w ( p) 1 = K P + ( p) pti w w() x x() ELES11-13
x Druhy reguláorů PID - proporcionálně-inegračně-derivační reguláor Odezva na jednokový skok w má na začáku věší skok díky derivační složce, kerá reaguje na změnu w a následující průběh je inegrálem vsupu w 1 = P T ( ) K w( ) + w( ) I d + T D dw( ) d ( p) 1 = K P + ptd ( p) pt x G R = + w I w w() x x() ELES11-14
Úloha reguláoru nasavením vhodného přenosu G R dosáhnou sabilního chování celé regulační smyčky Jak se o dělá? Navrhne se vhodná srukura reguláoru Sleduje se časový průběh skuečné hodnoy x pro různé paramery reguláoru (simulací i na skuečné sousavě) labilní sabilní w w() x x() ELES11-15
Úloha reguláoru nasavením vhodného přenosu G R dosáhnou opimálního chování celé regulační smyčky Jak se o udělá jednoduše? Sleduje se časový průběh odezvy skuečné hodnoy x na jednokový skok žádané hodnoy w pro různé paramery reguláoru w w() x x() ELES11-16
Úloha 1 Zjisi časové chování modelu regulované sousavy Jak o uděla? 1) Sleduje se časový průběh výsupu x() na skokovou změnu vsupního signálu u(). 2) Odečeme časovou konsanu τ S (čas, kdy hodnoa výsupu x(τ S )=,63*U u u() x x() τ S,63*x( ) x( ) ELES11-17
ELES11-18
Úloha 2 Zjisi chování sousavy s P reguláorem s různým K P Jak o uděla? 1) Sleduje se časový průběh výsupu x() na skokovou změnu vsupního signálu w(). 2) Měníme zesílení K P a sledujeme jeho vliv na rychlos odezvy a na chybu usálené hodnoy. x 1 = w 1 + K P ELES11-19
ELES11-2
ELES11-21
Úloha 3 Zjisi chování sousavy s I reguláorem s různými T I Jak o uděla? 1) Sleduje se časový průběh výsupu x() na skokovou změnu vsupního signálu w(). 2) Měníme časovou konsanu T I a sledujeme její vliv na rychlos odezvy a na chybu usálené hodnoy. ELES11-22
ELES11-23
Úloha 4 Zjisi chování sousavy s PI reguláorem s různým K P a T I Jak o uděla? 1) Sleduje se časový průběh výsupu x() na skokovou změnu vsupního signálu w(). 2) Měníme paramery K P a T I a sledujeme jejich vliv na rychlos odezvy, kmiání, rychlos dosažení usálené hodnoy. ELES11-24
ELES11-25
Diskuze: 1. Jaký je rozdíl mezi ovládáním a regulací? 2. Jaká znáe zapojení více regulačních smyček? 3. Jaké znáe ypy základních reguláorů? 4. Jaká je rvalá odchylka P reguláoru? 5. Jaká je rvalá odchylka PI reguláoru? ELES11-26