Marek Żelazny - Podstawy Automatyki.pdf

(8349 KB) Pobierz
Materiały pomocnicze do wykładu:
Podstawy
Automatyki
Opracował:
doc. dr in Ň . Marek ņ elazny
Wprowadzenie
Niniejsze materiały pomocnicze nie stanowi Ģ samodzielnego tekstu
zast ħ puj Ģ cego wykład.
Opracowano je, by ułatwi ę studentom słuchanie wykładów, by
uwolni ę ich od przenoszenia do własnych notatek wi ħ kszo Ļ ci
rysunków i tablic prezentowanych podczas wykładu.
Materiały te stanowi ę b ħ d Ģ istotn Ģ pomoc w przygotowaniu
słuchaczy do ę wicze ı , laboratoriów i egzaminu, je Ň eli uzupełnione
zostan Ģ własnymi notatkami i komentarzami podczas wykładów.
Nale Ň y bowiem pami ħ ta ę , Ň e wykład zawiera wiele dodatkowych
elementów i tylko jego wysłuchanie, poł Ģ czone z mo Ň liwo Ļ ci Ģ
dyskusji
i
wyja Ļ nienia
w Ģ tpliwo Ļ ci,
daje
gwarancj ħ
dobrego
opanowania przedmiotu PODSTAWY AUTOMATYKI.
2
Spis Tre Ļ ci:
0 POJ Ħ CIA PODSTAWOWE…………………………….…………………………...….. 5
1. OPIS MATEMATYCZNY UKŁADÓW LINIOWYCH ..................................................9
2. PODSTAWOWE ELEMENTY LINIOWE ..................................................................15
2.1. Zało Ň enia upraszczaj Ģ ce .................................................................................................... 15
2.2. Elementy bezinercyjne (proporcjonalne)......................................................................... 17
2.3. Elementy inercyjne pierwszego rz ħ du.............................................................................. 19
2.4. Elementy całkuj Ģ ce ............................................................................................................ 22
2.5. Elementy ró Ň niczkuj Ģ ce..................................................................................................... 24
2.6. Elementy oscylacyjne......................................................................................................... 26
2.7. Elementy opó Ņ niaj Ģ ce ........................................................................................................ 30
3. UKŁADANIE SCHEMATÓW BLOKOWYCH............................................................32
3.1. Zasady budowy schematów blokowych ........................................................................... 32
3.2. W ħ zły informacyjne i sumacyjne...................................................................................... 32
3.3. Przekształcanie schematów blokowych............................................................................ 36
3.4. Przykłady układania (tworzenia) schematów blokowych .............................................. 41
4. CHARAKTERYSTYKI CZ Ħ STOTLIWO ĺ CIOWE .....................................................43
4.1. Transmitancja widmowa. Rodzaje charakterystyk cz ħ stotliwo Ļ ciowych. .................... 43
4.2. Logarytmiczne charakterystyki amplitudowa i fazowa elementu inercyjnego
pierwszego rz ħ du ............................................................................................................................. 45
4.3. Charakterystyka amplitudowo-fazowa oraz logarytmiczne charakterystyki
amplitudowa i fazowa elementu ró Ň niczkuj Ģ cego rzeczywistego ............................................... 48
4.4. Charakterystyka amplitudowo-fazowa oraz logarytmiczne charakterystyki
amplitudowa i fazowa elementu drugiego rz ħ du.......................................................................... 49
4.5. Logarytmiczne charakterystyki cz ħ stotliwo Ļ ciowe szeregowego poł Ģ czenia
elementów ........................................................................................................................................ 54
5. UKŁADY LINIOWE DYSKRETNE (IMPULSOWE) .................................................55
5.1. Poj ħ cia podstawowe ........................................................................................................... 55
6. OBIEKTY REGULACJI I REGULATORY PRZEMYSŁOWE ...................................60
6.1. Definicje i klasyfikacje obiektów ...................................................................................... 60
6.2. Metody identyfikacji .......................................................................................................... 61
6.3. Regulator PID..................................................................................................................... 64
6.4. Regulatory mikroprocesorowe.......................................................................................... 67
6.5. Wykorzystanie sterowników PLC do regulacji............................................................... 69
6.6. Regulacja lub sterowanie w trybie „soft-control”........................................................... 69
7. WYMAGANIA STAWIANE UKŁADOM AUTOMATYKI..........................................70
7.1.
Stabilno Ļę ............................................................................................................................ 70
3
7.2. Dokładno Ļę statyczna......................................................................................................... 84
7.3. Jako Ļę dynamiczna ............................................................................................................ 86
8. DOBÓR RODZAJU I NASTAW REGULATORÓW ...................................................90
8.1. Wybór rodzaju (typu) regulatora ..................................................................................... 90
8.2. Dobór nastaw regulatora................................................................................................... 91
9. STRUKTURY UKŁADÓW REGULACJI....................................................................93
9.1. Uogólniona struktura jednoobwodowa ............................................................................ 93
9.2. Regulacja kaskadowa ........................................................................................................ 93
9.3. Regulacja stosunku ............................................................................................................ 95
9.4. Kaskadowa regulacja stosunku ........................................................................................ 96
9.5. Układy z pomocnicz Ģ korekcj Ģ dynamiczn Ģ : .................................................................. 96
9.6. Układy zamkni ħ to-otwarte ................................................................................................ 97
10. WŁA ĺ CIWO ĺ CI STATYCZNE I STABILNO ĺĘ UKŁADÓW NIELINIOWYCH......98
10.1. Rodzaje elementów nieliniowych. Charakterystyki statyczne. ...................................... 98
10.2. Stabilno Ļę układów nieliniowych. ................................................................................... 103
11. METODA PŁASZCZYZNY FAZOWEJ ....................................................................105
12. METODA FUNKCJI OPISUJ ġ CEJ .........................................................................115
12.1. Poj ħ cie funkcji opisuj Ģ cej ................................................................................................ 115
12.2. Zastosowanie funkcji opisuj Ģ cej do badania stabilno Ļ ci układów nieliniowych ........ 122
13. REGULACJA DWUPOŁO ņ ENIOWA ......................................................................126
14. REGULACJA TRÓJPOŁO ņ ENIOWA......................................................................133
14.1. Struktura podstawowa. ................................................................................................... 133
14.2. Regulatory krokowe......................................................................................................... 136
15. ANALIZA PRZEKA ń NIKOWYCH UKŁADÓW STEROWANIA METOD ġ
GRAFICZN ġ .....................................................................................................................138
4
0.
POJ Ħ CIA PODSTAWOWE
Szeroki zakres zastosowa ı automatyki zmusza do u Ň ywania bardzo ogólnych poj ħę
podstawowych i reprezentacji graficznej w postaci schematów blokowych, które to poj ħ cia i
schematy mog Ģ by ę stosowane zarówno przy omawianiu zagadnie ı teoretycznych jak i
aplikacji przemysłowych, medycznych, wojskowych lub w dowolnej innej - automatyzowanej
- dziedzinie działalno Ļ ci człowieka.
Kilka zasadniczych poj ħę :
Sygnał - wielko Ļę fizyczna wyst ħ puj Ģ ca w procesie sterowania b ħ d Ģ ca no Ļ nikiem
informacji.
Informacja - warto Ļę lub kształt przebiegu sygnału.
Element automatyki (człon) - podzespół, zespół, przyrz Ģ d lub urz Ģ dzenie. w którym mo Ň na
wyró Ň ni ę sygnał wej Ļ ciowy i sygnał wyj Ļ ciowy - rys. a, lub sygnały wej Ļ ciowe i wyj Ļ ciowe -
rys. b.
a)
b)
u 1
u 2
y 1
y 2
y
u
u m
y n
Układ automatyki - zespół wzajemnie powi Ģ zanych elementów bior Ģ cych udział w
sterowaniu
automatycznym
danego
procesu
(uporz Ģ dkowany
zgodnie
z
kierunkiem
przekazywania sygnałów)
Sterowanie automatyczne - oddziaływanie na proces, którego zamierzony przebieg chcemy
uzyska ę bez udziału człowieka, za pomoc Ģ urz Ģ dze ı nazywanych ogólnie aparatur Ģ
automatyki.
Wyró Ň nia si ħ :
−
sterowanie w układzie otwartym
−
sterowanie w układzie zamkni ħ tym
Ogólny schemat otwartego układu sterowania przedstawiono ni Ň ej:
z
z
u
y
w
U.S.
O
Nomenklatura:
w - warto Ļę zadana wielko Ļ ci sterowanej
u - sygnał steruj Ģ cy
y - wielko Ļę sterowana
z - sygnały zakłócaj Ģ ce (zakłócenia)
5
1017912949.019.png 1017912949.020.png 1017912949.021.png 1017912949.022.png 1017912949.001.png 1017912949.002.png 1017912949.003.png 1017912949.004.png 1017912949.005.png 1017912949.006.png 1017912949.007.png 1017912949.008.png 1017912949.009.png 1017912949.010.png 1017912949.011.png 1017912949.012.png 1017912949.013.png 1017912949.014.png 1017912949.015.png 1017912949.016.png 1017912949.017.png 1017912949.018.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin