OSNOVI AUTOMATSKOG UPRAVLJANJA PROCESIMA. Vežba br. 9: Odzivi zatvorenog regulacionog kola SIMULINK

Transcript

1 OSNOVI AUTOMATSKO UPRAVLJANJA PROCESIMA Vežba br. 9: Odzii zatorenog regulaionog kola SIMULINK I Blok dijagram zatorenog regulaionog kola ZRK Na Slii rikazan je ošti blok dijagram zatorenog regulaionog kola ZRK a negatinom oratnom regom. Veličina Y je Lalaoa tranformaija izlazne romenjie, X redtalja Lalaou tranformaiju romene otane tačke, L redtalja romenu oremećaja oterećenja a,, m,, l u renone funkije regulatora, izršnog elementa, mernog elemlenta, roea u odnou na regulaionu romenjiu i roea u odnou na romenjiu oterećenja, reektino, dok je Y izlazni ignal. Slika. Blok dijagram ZRK Prenona funkija otorenog kola e četo koriti u analizi itema, a redtalja roizod renonih funkija ih elemenata koji e nalaze u ZRK: m Prenona funkija ZRK u odnou na otanu tačku je: X Y W m X 2 a renona funkija ZRK u odnou na romenjiu oremećaja je: L Y W l m l L 3 L l m - X Y

2 Blok dijagram ZRK e može formirati kao model u SIMULINKu, a zatim e remenki odzii ZRK kreiraju omoću imulaije. Za rimer je onoo odabran roe koji redtalja kakadu tri izotermna reaktora a idealnim mešanjem, čija je ukuna renona funkija: Dinamika mernog i izršnog elementa e može zanemariti, tj.: m. U zadaima će e korititi P, PI i PID regulatori, a rednoti arametara će e menjati u ilju iitianja regulaionog kola. Pomoću Simulink-a će e kreirati remenki odzii ZRK na teenatu romenu otane tačke, X/, i teenatu romenu oterećenja, L/. II Odzii ZRK na teenatu romenu otane tačke P regulator U lučaju P regulaije renona funkija regulatora je: 5 K Najre će e odrediti odzi zatorenog regulaionog kola za ojačanje regulatora K 5.7. U noom Model file-u e kreira blok dijagram zatorenog regulaionog kola kao na Slii a roeom i regulatorom definianim renonim funkijama i 2. Slika. Blok dijagram ZRK a P regulatorom kreiran u SIMULINKu Elementi ZRK e nalaze u ledećim bibliotekama Simulinka: Ste teenata romena otane tačke X/ u Soure, Sum abiranje/oduzimanje za negatinu oratnu regu u Math,

3 ain P regulator - ojačanje u Math, Tranfer Fn Prenona funkija roea u Continuou, Soe grafički rikaz u Sink. Parametre Modela treba odeiti na ledeći način: Ste: Ste time: 0, Initial alue: 0, Final alue: za jediničnu te. romenu od remena 0 Sum: Lit of ign: - za negatinu oratnu regu, ain: ain: 5.7 za P regulator definian renonom funkijom 2, Tranfer Fn: Numerator: [/8], Denominator: [ 3 3 ] za renonu funkiju roea definianu a, Soe: Axe roertie deni klik: Y-min: 0, Y-max: za grafički rikaz remenkog odzia od 0 do. Simulation arameter: Soler/ Start time: 0.0, Sto time: 30.0 za dinamičku imulaiju od remena 0 do remena 30 Model e nima izborom naredbe: File / Sae a: na r. tudent. mdl. Simulaija e okreće omoću naredbe Simulation / Start. Promena otane tačke e regitruje u rozoru Soe, dok e odzi ZRK rikazuje u rozoru Soe ogledati Sliku.! Prozore na ekranu treba raorediti tako da e ri rhu nalazi Model, u donjem leom delu ekrana Soe, a u donjem denom Soe, radi reglednoti i raćenja imulaije.? Modifikoati otojeći Model tako da e odredi remenki odzi itema a P regulatorom, čije je ojačanje 32.? Varirati ojačanje P regulatora a rednotima: 64 i 80.? Kako e menja oblik remenkog odzia i karakteritične eličine a oećanjem ojačanja P regulatora? III Odzii ZRK na teenatu romenu otane tačke PI regulator Prenona funkija PI regulatora je: K 6 τi gde je τ i integralno reme, a K ojačanje PI regulatora. Model kreiran od II treba izmeniti kao na Slii 2, kako bi e iitao utiaj PI regulatora, definianim a renonom funkijom 6 za rednoti arametara K 2.42 i τ i.78.

4 Slika 2. Blok dijagram ZRK a PI / PID regulatorom kreiran u SIMULINKU PI regulator e kreira omoću elementa PID Controller koji e nalazi u bibliotei: Simulink Extra / Aditional Linear. Element PID ontroller e unoi u otojeći model na meto P regulatora ain, a zatim e odešaaju arametri regulatora u kladu a renonom funkijom 3.! Voditi računa o načinu definianja ojačanja, integralnog remena i diferenijalnog remena u Simulink elementu PID ontroller.? Modifikoati Model tako da e odredi remenki odzi ZRK a PI regulatorom čije je ojačanje ito kao u rethodnom rimeru K 2.42, integralno reme τ i 3.02? Kako e menja oblik remenkog odzia i karakteritične eličine a oećanjem integralnog remena?? Varirati rednoti ojačanja PI regulatora : 29., 4, 44, integralno reme ito kao u rethodnom rimeru: τ i 3.02? Kako e menja oblik remenkog odzia i karakteritične eličine a oećanjem ojačanja PI regulatora?? Koji je ononi ilj uodjenja integralne akije u regulaiju? IV Odzii ZRK na teenatu romenu otane tačke PID regulator Prenona funkija PID regulatora je: K τd 7 τi gde je τ d diferenijalno reme, τ i integralno reme, a K ojačanje PID regulatora. Modifikoati Model od tačkom III tako da e odredi remenki odzi itema a PID regulatorom za rednoti arametara K 9.42, τ i.8 i τ d 0.39.? Modifikoati model tako da rednot diferenijalnog remena bude 0.45 ojačanje i integralno reme ito kao rethodnom rimeru: K 9.42, τ i 2.36

5 ? Kako e menja oblik remenkog odzia i karakteritične eličine a oećanjem diferenijalnog remena?? Promeniti rednot ojačanja PID regulatora na 37.65, a rednot integralnog remena na.8 diferenijalno reme ito kao u rethodnom rimeru: τ d Komentariati dobijeni odzi ZRK.? Varirati rednoti ojačanja PID regulatora: 74.2, 3.? Koji je ononi ilj uodjenja diferenijalne akije u regulaiju? V Odzii ZRK na teenatu romenu oterećenja P regulator Prenona funkija roea u odnou na romenu oterećenja oremećaja je: 2 3 l 8 3 dok je renona funkija roea u odnou na regulaionu romenjiu definiana u rethodnim rimerima PF 4. Dinamika mernog i izršnog elementa i u oom rimeru e može zanemariti. Modifikoati Simulink model za ZRK definiano u rethodnim rimerima kako bi e odredio odzi kola na jediničnu teenatu romenu oterećenja L/. Za regulaiju uotrebiti P regulator a rednošću ojačanja K 6.? Modifikoati otojeći Model tako da e odredi remenki odzi itema a P regulatorom, čije je ojačanje 40.? Varirati ojačanje P regulatora a rednotima: 64 i 90.? Kako e menja oblik remenkog odzia ZRK na teenatu romenu oterećenja ri romeni ojačanja P regulatora?? Kaka je razlika u oim odziima ZRK u odnonu na odzie ri romeni otane tačke? Koja je rednot otane tačke u oim rimerima od V? VI Odzii ZRK na teenatu romenu oterećenja PID regulator Potrebno je iitati ZRK a PID regulatorom na jediničnu teenatu romenu oterećenja. Prenona funkija roea u odnou na romenu oterećenja oremećaja je definiana od V PF 8, a roe redtalja kakadu tri izotermna reaktora PF4.? U ZRK iz rethodnog rimera uneti PID regulator a ledećim karakteritikama: K 23.5, τ i 2 i τ d 0.42.

6 ? Promeniti rednot ojačanja PID regulatora na 78, a rednot integralnog i diferenijalnog remena zadržati kao u rethodnom rimeru. Komentariati dobijeni odzi ZRK.? Poećati rednot integralnog remena na τ i 4, a diferenijalnog remena na τ d 0.7. Komentariati dobijeni odzi ZRK.? Koje u rednoti PID regulatora u odnou na P i PI regulatore? ###. a Pomoću Simulink modela kreirati grafik remenkog odzia zatorenog regulaionog kola na jediničnu teenatu romenu otane tačke. Prenone funkije elemenata regulaionog kola u : P regulator : ; izršni element : 0.5 ; roe : ; merni element : m. b Varirati rednoti ojačanja P regulatora:.6, 2.4, 3.