1 / 24

Szabályozási Rendszerek 2014/2015, őszi szemeszter Előadás

Automatizálási tanszék. Szabályozási Rendszerek 2014/2015, őszi szemeszter Előadás. Tervezés frekvenciatartományban. Minőségi követelmények: - stabilitás - megfelelő statikus pontosság alapjelkövetésre és zavarelhárításra - a mérési zaj hatásának elnyomása

Download Presentation

Szabályozási Rendszerek 2014/2015, őszi szemeszter Előadás

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Automatizálási tanszék Szabályozási Rendszerek 2014/2015, őszi szemeszter Előadás

  2. Tervezés frekvenciatartományban Minőségi követelmények: - stabilitás - megfelelő statikus pontosság alapjelkövetésre és zavarelhárításra - a mérési zaj hatásának elnyomása - érzéketlenség a paraméterváltozásokra - előírt dinamikus (tranziens) viselkedés - a gyakorlati megvalósításból adódó korlátozások figyelembevétele Probléma: a rendszerek viselkedése a legtöbbször nem felel meg minden elvárásnak Megoldás: szabályozás megfelelő tervezése

  3. Hagyományos szabályozók tervezése A tervezés feladata Szabályozó definiálása - Szabályozó struktúrájának megválasztása - Szabályozó paramétereinek beállítása a minőségi követelmények figyelembe vétele szerint PID típusú szabályozócsalád

  4. PID típusú szabályozócsalád • A megvalósított szabályozási feladatok 90%-át PID jellegű szabályozókkal valósítják meg. • Okai: • A minőségi előírások a legtöbb esetben teljesíthetők • Egyszerű felépítésűek • A paraméter-változtatásának hatása könnyen követhető • Egyszerű a gyakorlati megvalósítása • A PID szabályozó család szabályozói: • PID szabályozó • P szabályozó • I szabályozó • PI szabályozó • PD szabályozó

  5. Szabályozók tervezése Ideális PID szabályozó Átviteli függvénye: Átmeneti függvénye: Kimenőjele:

  6. Szabályozók tervezése Ideális PID szabályozó

  7. Szabályozók tervezése Közelítő PID szabályozó Átviteli függvénye: Átmeneti függvénye: Túlvezérlés:

  8. Szabályozók tervezése PID szabályozóból való származtatások Ideális PID: - Arányos (P): - Integráló (I): - Arányos - integráló (PI): - Arányos - differenciáló (PD): Közelítő PD : Közelítő PID (FKS), ha FS – tag FK – tag

  9. Szabályozók tervezése P szabályozók hangolása • 0-típusú szabályozási kört eredményez, ha nem integráló jellegű a folyamat • Eredő átviteli függvényének erősítése: K/(1+K) • Realizáláskor (1+K)/Kstatikus kompenzációt alkalmazunk • Csak a frekvenciafüggvény amplitúdó menetét befolyásolja • Változtatásával állítható: a felnyitott kör erősítése és így a vágási körfrekvencia is • megfelelő fázistöbblet • Eredmény: a szabályozási rendszer általa stabilizálható, de állandósult statikus hibával • Tervezés menete: - előírt fázistöbblethez tartozó maximális körerősítés meghatározása • - Ebből számoljuk az elérhető minimális statikus hibát

  10. Szabályozók tervezése I szabályozók hangolása • Célja: a szabályozási kört 1-típusúvá tegye, azaz az állandósult hiba értéke zérus legyen. • Méretezése: • Egyetlen állítható paramétere: KI • Maximális integrális körerősítés:

  11. Szabályozók tervezése PI szabályozók hangolása (ideális) A P szabályozó hibáját hivatott javítani, kisebb statikus hiba elérése végett

  12. Szabályozók tervezése PI szabályozók hangolása (közelítő) – FK tag Szinuszos bemenőjelekre a kimenőjel fázisban késik a bemenőjelhez képest

  13. Szabályozók tervezése PD szabályozók hangolása (közelítő) – FS tag Szinuszos bemenőjelekre a kimenőjel fázisban siet a bemenőjelhez képestGyorsítja a rendszert

  14. Szabályozók tervezése PID szabályozók hangolása (közelítő) A rendszer statikus pontosságának javítása, és a rendszer gyorsítása

  15. Szabályozók tervezése PID szabályozók hangolása (közelítő) – FKS tag Nincs integráló hatás, beiktatásának hatására nincs zérus értékű állandósult hiba

  16. Szabályozók tervezése Összefoglaló méretezési táblázat

  17. Szabályozók tervezése Szabályozók összefoglalása P: - nincsenek statikus pontosságra vonatkozó nagy igények - lassú működésű lehet - integráló hatással együtt statikus szempontból is megfelelő működésű PI: - állandósult állapotban pontos beállás, egységugrásra - hibamentes beállást biztosít - lassú működés PD: - gyorsítja a rendszert, amit a szabályozó túlvezérlésével érünk el PID: - növelhetjük vele a szabályozó pontosságát és gyorsaságát is

  18. Szabályozók realizálása Műveleti erősítőkkel I PI

  19. Szabályozók realizálása Passzív elemekből FK FS FKS

  20. Szabályozók tervezése Kompakt szabályozó

  21. Tapasztalati szabályozó hangolási módszerek • Javaslatok stabilis folyamatok hangolására, üzembe helyezésre • Folyamatokon elvégzett mérések, szimulációk és gyakorlati megfigyelések alapján • Előnye: Kezdeti beállításoknak tekinthetők a gyors üzemi behangolás elérése érdekében (tesztelésre) • Hátránya: Nem alkalmasak a szabályozók viselkedésének meghatározására és a változásokhoz való hangolásokra

  22. Tapasztalati szabályozó hangolási módszerek ZIEGLER-NICHOLS szabályok – frekvencia válasz módszer • Azt feltételezzük, hogy a folyamat technológiája megengedi, hogy a zárt szabályozási kör rövid időre a stabilitás határhelyzetére hozható, csak arányos szabályozást alkalmazva • Integráló és differenciáló tag kikapcsolása (TI = , TD = 0) • AP emelésével a stabilitás határának elérése • Minden AP változtatás után meg kell várni az állandósult állapot beálltát • ξ = 0.25 (40%-os túllendülés) • AP,kr= határhelyzethez tartozó erősítés • Tkr= állandósult szinuszos lengés határideje • Csak lassan változó zavarások kompenzálására alkalmas

  23. Tapasztalati szabályozó hangolási módszerek ZIEGLER-NICHOLS szabályok – átmeneti függvény módszer • Átmeneti függvények kiértékelésén alapuló beállítások, holtidős, aperiodikus ipari folyamatokhoz, egységugrás alakú bemenetre. • Az átmeneti függvény inflexiós pontjában húzott egyenes által meghatározott: • TL = látens holtidő • ML = látens meredekség

  24. Tapasztalati szabályozó hangolási módszerek OPPELT módszer • Közelítő egytárolós tag átmeneti függvényén alapuló grafo-analitikus (közelítő analitikus összefüggésekkel) beállítás. • Névleges munkapont kézi beállítása • ξ = 0.25-re (nagy túllendülés)

More Related