1.     Cel ćwiczenia:

Celem  ćwiczenia jest zapoznanie się z regulatorem PID pracującym w klasycznym układzie z ujemnym sprzężeniem zwrotnym, określenie wpływu zmian jego parametrów na przebieg procesu regulacji oraz nabycie umiejętności doboru nastaw regulatora tak, aby układ spełnia zadane właściwości.

Ćwiczenie obejmuje:

- identyfikację obiektu  regulacji

- badanie wpływu nastaw regulatora na statyczne i dynamiczne właściwości regulatora i układu zamkniętego.

Ćwiczenie wykonywane jest metodą symulacyjną wykorzystującą środowisko
MATLAB-Simulin

2.      Schemat układu pomiarowego:

3.      Identyfikacja obiektu regulacji

Rzeczywisty obiekt regulacji (po aproksymacji) :

T0=1,6s ;              T=10,7-1,6=9,1 ;              k=1

więc transmitancja układu wynosi:

4.      Badanie jakości regulacji dla różnych struktur regulatora (P,PI,PD,PID) oraz dla różnych nastaw regulatora:

Regulator P

p=1 , Ti=9999999, Td=0             

uchyb                                                                                    wyjście

Regulator P

p=5 , Ti=9999999, Td=0

Regulator PI

p=1 , Ti=50 Td=0

Regulator PI

p=1 , Ti=2001 Td=0

Regulator PD

p=1 , Ti=999999 Td=5

Regulator PD

p=1 , Ti=999999 Td=50

Regulator PID

p=1 , Ti=100 Td=10

Regulator PID

p=1 , Ti=200 Td=10

Regulator PID bez sprzężenia zwrotnego:

p=1 , Ti=200 Td=25

5.      Wnioski:

Regulator P (proporcjonalny):

- przy większych nastawach widoczne jest zwiększenie oscylacyjności układu i przeregulowanie

Regulator PID (proporcjonalno-całkująco-różniczkujący):

- przy zwiększaniu nastawy Kp wzrasta oscylacyjność

- przy zmniejszaniu Td maleje szybkość narastania sygnału oraz zmienia się oscylacyjność

- gdy podnosimy nastawę Ti oscylacyjność układu jest mniejsza

Sterowanie różniczkujące z nastawą Td ma wpływ na zwiększenie stabilności układu, zmniejszając przeregulowanie i poprawiając odpowiedź przejściową.

5