SEMESTR LETNI 2020/2021
stacjonarne niestacjonarne
Ćwiczenie A-8
Badanie układu sterowania ciśnieniem powietrza w zbiorniku - regulatory.
I. CELE ĆWICZENIA
Badanie procesu sterowania ciśnieniem w układzie składającym się ze zbiornika powietrza
z pompą dolotową i zaworem wylotowym. W szczególności należy zbadać:
1. proces sterowania ciśnieniem z zastosowaniem regulatora dwupołożeniowego,
2. proces sterowania ciśnieniem z zastosowaniem regulatora proporcjonalnego,
2. proces sterowania ciśnieniem z zastosowaniem regulatora proporcjonalno-całkującego.
II. BUDOWA STANOWISKA
Głównym elementem badanego układu jest zbiornik (1). Powietrze z otoczenia pompowane jest do zbiornika przez
małą sprężarkę tłokową (2). Powietrze może wydostawać się ze zbiornika poprzez regulowany zawór (3).
Ze względów bezpieczeństwa zawór ten nie może być całkowicie zamknięty.
Nadciśnienie w zbiorniku mierzone jest za pomocą wskaźnika zegarowego (4) oraz elektronicznego czujnika ciśnienia (5).
Układ sterowania sprężarki (6) generuje sygnał napięciowy typu PWM zasilający silnik sprężarki.
III. SYMULATOR STANOWISKA
Proszę przetestować działanie symulatora zwracając uwagę na przebieg wykresu.
IV. BADANIE PROCESU STEROWANIA Z REGULATOREM DWUPOŁOŻENIOWYM
Proszę przeprowadzić doświadczenia pracy układu sterowania ze sprzężeniem zwrotnym
z zastosowaniem regulatora dwupołożeniowego (ozn. ON/OFF). W doświadczeniach użyć różnych ustawień
symetrycznej strefy nieczułości regulatora oraz poziomu otwarcia zaworu wylotowego powietrza.
Wartość zadaną ustalić na poziomie połowy maksymalnego ciśnienia możliwego do osiągnięcia w układzie.
Umieścić wykresy w tabeli nr 1.
| Strefa nieczułości | Wylot powietrza | Wykres i dane |
|---|---|---|
| ± 0,1 | 10% | |
| ± 0,5 | 10% | |
| ± 1 | 10% | |
| ± 2 | 10% | |
| ± 0,1 | 20% | |
| ± 1 | 20% | |
| ± 0,5 | losowo |
V. BADANIE PROCESU STEROWANIA Z REGULATOREM PROPORCJONALNYM
Proszę przeprowadzić doświadczenia pracy układu sterowania ze sprzężeniem zwrotnym
z zastosowaniem regulatora proporcjonalnego. Wykorzystać regulator PID z odpowiednio dobranymi
parametrami. W doświadczeniach użyć wartości zadanych, współczynników wzmocnienia
oraz poziomu otwarcia zaworu wylotowego według tabeli nr 2. W tabeli umieścić wykresy doświadczalne.
Użyć opcji "krótki wykres".
| Wartość zadana | kp | Wylot powietrza | Wykres |
|---|---|---|---|
| 50 | 10% | ||
| 100 | 10% | ||
| 200 | 10% | ||
| 500 | 10% | ||
| 500 | 20% | ||
| 500 | losowo |
VI. BADANIE PROCESU STEROWANIA Z REGULATOREM PROPORCJONALNO-CAŁKUJĄCYM
Proszę przeprowadzić doświadczenia pracy układu sterowania ze sprzężeniem zwrotnym
z zastosowaniem regulatora proporcjonalno-całkującego. Wykorzystać regulator PID z odpowiednio dobranymi
parametrami (regulator D został zablokowany). W doświadczeniach użyć wartości zadanych oraz poziomu otwarcia zaworu wylotowego według tabeli nr 3.
Dobrać metodą prób i błędów parametry kp oraz Ti do osiągnięcia najlepszych rezultatów sterowania podczas skokowej
zmiany wartości zadanej, tzn. osiągnąć możliwie krótki czas wzrostu, małe przeregulowanie i mały uchyb statyczny
( Wykład 12, slajd 42)
W tabeli umieścić wykresy. Użyć opcji "krótki wykres" dla czterech pierwszych wykresów, dla ostatniego ustawić długi czas wykresu.
| Wartość zadana | Wylot powietrza | Wykres |
|---|---|---|
| 10% | ||
| 30% | ||
| 10% | ||
| 20% | ||
| losowo |
VII. PODSUMOWANIE I WNIOSKI