Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorů
1) Základní pojmy; algoritmizace úlohy2) Teorie logického řízení3) Fuzzy logika4) Algebra blokových schémat5) Vlastnosti členů regulačních obvodů6) Vlastnosti regulátorů7) Stabilita regulačního obvodu8) Kvalita regulačního pochodu9) Robotika
Osnova přednášky
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorů
● Jednoduché regulátory
● P regulátor● I regulátor● D regulátor
● Složené regulátory● PI regulátor● PD regulátor● PID regulátor
● Použití regulátorů
Osnova přednášky
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůSoustava
G(S)
– regulovaný (řízený systém)R
(S) – regulátor (řídící systém)
w – žádaná (řídící) veličinae – regulační odchylka
u – akční veličinav – porucha akční veličinyε – porucha regulované veličinyy – regulovaná(řízená) veličina
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůProporcionální regulátor
U 2=−A⋅U1
Stejnosměrný invertující zesilovač
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Zesilovač se zpětnou vazbou
Vlastnosti regulátorůProporcionální regulátor
U 2=−R0
R1⋅U1=K⋅U1
K≈−R0
R1RG
Zdroj vstupní signálu má vnitřní odpor R
G
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti členů regulačních obvodů 2Proporcionální člen
∣G j∣=K
GdB=20 log∣G j∣
GdB=20 log K
Frekvenční charakteristika v logaritmických souřad.
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůIntegrační regulátor
XC j= 1jC
XCp=1
p C
G p=−
1p CR
=−1
p C R
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti členů regulačních obvodů 2Integrační člen
∣G j∣=K v
GdB=20 log K v
Frekvenční charakteristika v logaritmických souřad.
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůDerivační regulátor
G p=− R1
p C
G p=−pC R=−p Td
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti členů regulačních obvodů 2Derivační člen
∣G j∣=Td j
GdB=20 log∣G j∣
Frekvenční charakteristika v logaritmických souřad.
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůDerivační regulátor
G p=−pC R⋅ 1Tp1
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorů
● Jednoduché regulátory● P regulátor● I regulátor● D regulátor
● Složené regulátory● PI regulátor● PD regulátor● PID regulátor
● Použití regulátorů
Osnova přednášky
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorů
● Paralelní řazení jednoduchých regulátorů● Nejlepší výsledky● Množství operačních zesilovačů
● Použití korekčních členů● Nižší kvalita● Pasivní prvky
● Zpětnovazební zapojení● Jeden operační zesilovač● Pasivní prvky● Vyhovující kvalita● Ovlivňování konstant
Osnova přednášky
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůPI regulátor
Paralelní zapojení:● proporcionální regulátor● integrační regulátor
G p=KKV
p=K
1Ti p
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůPI regulátor
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůPI regulátor
1=KV
K=
1K Ti
Frekvenční charakteristiky
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůPI regulátor
Přechodová charakteristika
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůPI regulátor
u=−y1y2Výstupní invertující sumátor
zesílení – zvětšení zpětnovazevního R
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
● Využití podobnosti → integrační část nahražena setrvačností● Korekční člen● Pasivní prvky
Vlastnosti regulátorůPI regulátor
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
● Přenos – přenos odporového děliče
● Rezistory volíme tak, aby přenos byl 1/20 až 1/5
Vlastnosti regulátorůPI regulátor
K=R2
R1R2
T=R 1R 2⋅C
● Časová konstanta
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůPI regulátor
● Přechodová charakteristika korekčního členu
● Neodstraňuje regulační odchylku
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůPI regulátor
Zpětnovazební PI regulátor● Zpětná vazba:● Nízké frekvence derivační
charakter● Vysoké frekvence
proporcionální charakter
G p=−KKV
p
K=R 0
R 1
KV=1
C R0
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůPD regulátor
Paralelní zapojení:● proporcionální regulátor● derivační regulátor
G p=KTd p
Td=R C
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůPD regulátor
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůPD regulátor
Logaritmické charakteristiky
0=KTd
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůPD regulátor
Přechodové charakteristikyideální - skutečný
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůPD regulátor
d=1
R 1C
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůPD regulátor
● Využití podobnosti → derivační část nahražena setrvačností● Korekční člen● Pasivní prvky
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůPD regulátor
Frekvenční charakteristiky korekčního členu
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůPD regulátor
Zpětnovazební PD regulátor
Td=CR1 R 2
R1R 2
G p=−KTd p
K=−R1R 2
R0
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůPID regulátor
G p=KKv
pTd p
Paralelní zapojení:● proporcionální regulátor● derivační regulátor● integrační regulátor
G p=K 1Ti p
Td p
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůPID regulátor
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůPID regulátor
Frekvenční a přechodová charakteristika
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůPID regulátorKorekční člen
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorůPID regulátor
Zpětnovazební PID regulátor
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Vlastnosti regulátorů
● Jednoduché regulátory● P regulátor● I regulátor● D regulátor
● Složené regulátory● PI regulátor● PD regulátor● PID regulátor
● Použití regulátorů
Osnova přednášky
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
Regulátor P➔ Základní, nejpoužívanější a nejjednodušší i pro astatické soustavy➔ Není vhodný pro soustavy bez setrvačnostiRegulátor I➔ Odstraňuje regulační odchylku➔ Pokles zesílení s rostoucí frekvencí, pomalu odstraňuje poruchy➔ Pro statické soustavy bez setrvačnostiRegulátor PD➔ Všude kde vyhovuje P regulátor➔ Větší rychlost regulaceRegulátor PI➔ Univerzální použití➔ Úplně odstraňuje regulační odchylku➔ Zlepšuje stabilitu regulačního obvoduRegulátor PID➔ Všude kde vyhovuje PI, je rychlejší, rychle tlumí překmity
Vlastnosti regulátorůPoužití regulátorů
Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace
1. Vysvětlete princip regulátoru P.2. Vysvětlete princip regulátoru I.3. Vysvětlete princip regulátoru D.4. Vysvětlete princip regulátoru PI.5. Vysvětlete princip regulátoru PD.6. Vysvětlete princip regulátoru PID.7. Popište základní typy použití různých regulátorů.
Vlastnosti regulátorůOpakovací otázky