Univerzita Jana Evangelisty Purkyně Základy...

Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace

Vlastnosti regulátorů

1) Základní pojmy; algoritmizace úlohy2) Teorie logického řízení3) Fuzzy logika4) Algebra blokových schémat5) Vlastnosti členů regulačních obvodů6) Vlastnosti regulátorů7) Stabilita regulačního obvodu8) Kvalita regulačního pochodu9) Robotika

Osnova přednášky



● Jednoduché regulátory

● P regulátor● I regulátor● D regulátor

● Složené regulátory● PI regulátor● PD regulátor● PID regulátor

● Použití regulátorů

Osnova přednášky


Vlastnosti regulátorůSoustava

G(S)

– regulovaný (řízený systém)R

(S) – regulátor (řídící systém)

w – žádaná (řídící) veličinae – regulační odchylka

u – akční veličinav – porucha akční veličinyε – porucha regulované veličinyy – regulovaná(řízená) veličina


Vlastnosti regulátorůProporcionální regulátor

U 2=−A⋅U1

Stejnosměrný invertující zesilovač


Zesilovač se zpětnou vazbou

Vlastnosti regulátorůProporcionální regulátor

U 2=−R0

R1⋅U1=K⋅U1

K≈−R0

R1RG

Zdroj vstupní signálu má vnitřní odpor R

G


Vlastnosti členů regulačních obvodů 2Proporcionální člen

∣G j∣=K

GdB=20 log∣G j∣

GdB=20 log K

Frekvenční charakteristika v logaritmických souřad.


Vlastnosti regulátorůIntegrační regulátor

XC j= 1jC

XCp=1

p C

G p=−

1p CR

=−1

p C R


Vlastnosti členů regulačních obvodů 2Integrační člen

∣G j∣=K v

GdB=20 log K v



Vlastnosti regulátorůDerivační regulátor

G p=− R1

p C

G p=−pC R=−p Td


Vlastnosti členů regulačních obvodů 2Derivační člen

∣G j∣=Td j

GdB=20 log∣G j∣



Vlastnosti regulátorůDerivační regulátor

G p=−pC R⋅ 1Tp1



● Jednoduché regulátory● P regulátor● I regulátor● D regulátor



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

Osnova přednášky


Vlastnosti regulátorůPI regulátor

Paralelní zapojení:● proporcionální regulátor● integrační regulátor

G p=KKV

p=K

1Ti p



1=KV

K=

1K Ti

Frekvenční charakteristiky



Přechodová charakteristika



u=−y1y2Výstupní invertující sumátor

zesílení – zvětšení zpětnovazevního R


● Využití podobnosti → integrační část nahražena setrvačností● Korekční člen● Pasivní prvky



● Přenos – přenos odporového děliče

● Rezistory volíme tak, aby přenos byl 1/20 až 1/5


K=R2

R1R2

T=R 1R 2⋅C

● Časová konstanta



● Přechodová charakteristika korekčního členu

● Neodstraňuje regulační odchylku



Zpětnovazební PI regulátor● Zpětná vazba:● Nízké frekvence derivační

charakter● Vysoké frekvence

proporcionální charakter

G p=−KKV

p

K=R 0

R 1

KV=1

C R0


Vlastnosti regulátorůPD regulátor

Paralelní zapojení:● proporcionální regulátor● derivační regulátor

G p=KTd p

Td=R C



Logaritmické charakteristiky

0=KTd



Přechodové charakteristikyideální - skutečný



d=1

R 1C



● Využití podobnosti → derivační část nahražena setrvačností● Korekční člen● Pasivní prvky



Frekvenční charakteristiky korekčního členu



Zpětnovazební PD regulátor

Td=CR1 R 2

R1R 2

G p=−KTd p

K=−R1R 2

R0


Vlastnosti regulátorůPID regulátor

G p=KKv

pTd p

Paralelní zapojení:● proporcionální regulátor● derivační regulátor● integrační regulátor

G p=K 1Ti p

Td p



Frekvenční a přechodová charakteristika


Vlastnosti regulátorůPID regulátorKorekční člen



Zpětnovazební PID regulátor



● Jednoduché regulátory● P regulátor● I regulátor● D regulátor



Osnova přednášky


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

Vlastnosti regulátorůPoužití regulátorů


1. Vysvětlete princip regulátoru P.2. Vysvětlete princip regulátoru I.3. Vysvětlete princip regulátoru D.4. Vysvětlete princip regulátoru PI.5. Vysvětlete princip regulátoru PD.6. Vysvětlete princip regulátoru PID.7. Popište základní typy použití různých regulátorů.

Vlastnosti regulátorůOpakovací otázky

Univerzita Jana Evangelisty Purkyně Základy...

Documents

Transcript of Univerzita Jana Evangelisty Purkyně Základy...