Irányítástechnika II.

1. Irányítástechnika II. Bevezető előadás

2. Tartalomjegyzék • Bemutatkozás • Labor rend ismertetése • Mi is az az irányítástechnika? • Alapfogalmak áttekintése • Vezérlés és szabályzás fogalma • Átviteli tényező fogalma • Átviteli tagok ismertetése • Stabilitás vizsgálat • Időtartománybeli vizsgálat • Bode stabilitás vizsgálat

3. Mi is az az irányítástechnika? • Irányítástechnika fogalma: magában foglalja azokat az eszközöket, módszereket, törvényszerűségeket, melyeknek segítségével az automatizálás előfeltételei vizsgálhatók, az irányító rendszerek megtervezhetők, kiválaszthatók és paraméterezhetők. Mindezt az irányítási feladat teljesítése céljából. • Mi lehet az irányítástechnika célja? • termelékenység növelése • anyag-, energia-, és élőmunka felhasználás csökkentése • minőség javítása • veszélyes munkahelyeken a kezelő nélküli irányítás megvalósítása

4. Alapfogalmak áttekintése

5. Vezérlés és Szabályzás fogalma • Vezérlés: önműködő irányítási tevékenység, amelynél a beavatkozás nem közvetlenül a vezérelt jellemző értékétől, hanem a vezérelt szakaszra ható különböző érzékelt jellemzők, valamint egyéb feltételek logikai kapcsolatának eredményeként jön létre. Tehát, a vezérelt jellemző változása a vezérelt szakaszra csak közvetetten hat vissza. • Jellemzői: • Nyílt hatásláncú • Mindig stabil működés • Csak determinisztikus jeleket szűr ki • Döntően diszkrét jelekkel üzemel

6. Vezérlés és Szabályzás fogalma • Szabályzás: olyan önműködő irányítási tevékenység, amelynél a szakasz irányított jellemzőjében létrejött változást összehasonlítják a szabályozás célkitűzésével, és az eltérés előjelétől és nagyságától függően diszkréten vagy folytonosan beavatkoznak az irányítandó szakasz folyamatáramaiba azért, hogy az eltérés minimális mértékűvé, legjobb esetben zérussá váljon. • Jellemzői: • Zárt hatásláncú • Nem mindig stabil • Sztochasztikus jeleket is kiszűri • Döntően analóg,digitális, ritkábban alkalmazva diszkrét jelekkel is üzemel

7. Átviteli tényező fogalma K=ym/y A bemeneti egységugrás függvény hatására létrejött bemenő- és kimenőjel új, egyensúlyi értékének hányadosát az átviteli tag átviteli tényezőjének nevezzük. K=Xki/Xbe Ahol X az adott fizikai jellemző!

8. Átviteli tagok ismertetése • P-tag: • Arányos tag: • kimenőjele a bemenőjel változásával arányosan változik. • Az Ap arányos átviteli tényező mondja meg, hogy a kimenőjel nagyságának megváltozása hányszorosa a bemenőjel nagyságváltozásának. • Zavar esetén nem veszíti el egyensúlyi állapotát, új, véges értéket vesz fel. • Az arányos szabályozó a zavaró jellemző hatását maradó szabályozási eltéréssel szünteti meg. A maradó szabályozási eltérés annál kisebb, minél nagyobb a szabályozó átviteli tényezője. • Fajtái: • 1 tárolós arányos átviteli tag • Több tárolós arányos átviteli tag • I-tag: • Integráló tag • Integráló tagok esetében a tag kimenőjelének sebessége változik arányosan bemenőjel megváltozásával. • A szabályozási idő hosszú, mert kis eltérés esetén a kimenőjel csak lassan változik. • A zavar hatását úgy szünteti meg, hogy a megváltozott szabályozott jellemzőt visszaállítja az alapértékre. • Teljesen megszünteti a zavaró jellemzők hatását. • Hátránya: lassabb és lengésre hajlamos

9. Átviteli tagok ismertetése • D-tag: • Differenciáló tag: • A differenciáló tag kimenőjele a bemenőjel differenciálhányadosával, azaz a bemenőjel sebességével arányos. • Az egységugrás bemenőjel hatására a kimenőjel egy végtelen kicsi pillanat alatt végbemenő föl- és visszaugrás, ún. tűfüggvény jön létre. • Differenciáló szabályozó önállóan nem alkalmazható, mert kimenőjelet csak akkor ad, ha a bemenőjele megváltozik. • A differenciáló tag gyors bemenőjel változás esetén nagymértékű beavatkozással megakadályozza a nagymértékű szabályozási eltérés létrejöttét. Összekapcsolás:

10. Stabilitás vizsgálat

11. Időtartománybeli vizsgálat

12. Bode stabilitás vizsgálat L – Biztosan instabil H – Kvázi stabil S – Biztosan stabil • Bodestabilitási tétel kimondja, hogy: • biztosan stabil a szabályozási kör, amelynek az amplitúdó görbéje a nulla dB –es tengelyt -20dB per dekádos szakaszán metszi • Biztosan instabil működésű az a szabályozási kör, amelynek az amplitúdó görbéje a nulla dB –es tengelyt a -60 dB per dekádos szakaszán metszi. • Abban az esetben, ha az amplitúdó görbe a - 40 dB per dekádos szakaszán metszi a nulla dB –es tengelyt, akkor feltételesen stabil működésű a szabályozási kör. Ez esetben, a fázistartalék, vagy erősítéstartalék alapján mondunk ítéletet a szabályozási kör stabilitásának a szintjéről.

13. Házi Feladat:Erősítési tartalék és Fázis tartalék számítása Bodediagrammon!Köszönöm a figyelmet!