- Stahuj zápisky z přednášek a ostatní studijní materiály
- Zapisuj si jen kvalitní vyučující (obsáhlá databáze referencí)
- Nastav si své předměty a buď stále v obraze
- Zapoj se svojí aktivitou do soutěže o ceny
- Založ si svůj profil, aby tě tví spolužáci mohli najít
- Najdi své přátele podle místa kde bydlíš nebo školy kterou studuješ
- Diskutuj ve skupinách o tématech, které tě zajímají
Studijní materiály
Zjednodušená ukázka:
Stáhnout celý tento materiálL 10 Rozvětvené regulační obvody Použití rozvětvených regulačních obvodů Vyšší nároky na kvalitu regulace
Současné požadavky na přenos řízení a poruchy
Požadovaných vlastností řízení nelze dosáhnout jedním regulátorem w R S Z v y + - Pomocný regulátor ve zpětné vazbě Člen ve zpětné vazbě musí zachovat hlavní zpětnou vazbu
Může přispět ke zlepšení dynamických vlastností uzavřené smyčky
Obvykle přidává vyšší derivace k hlavnímu signálu y w R1 S R2 + - + - F1 F2 y + - Pomocný regulátor ve zpětné vazbě Změna astatismu
Změna zesílení Změna zesílení Zachován astatismus
Zachováno zesílení Pomocný regulátor ve zpětné vazbě w R S Z v y + - F Pomocný regulátor ve zpětné vazbě a filtr Zapojen filtr vstupního signálu
Je možné současně splnit požadavek na přenos řízení i poruchy R1 R2 S1 S2 w Y y Pomocná regulovaná veličina Pomocná regulovaná veličina Často používaná při regulaci teploty a servomechanismů
Umožňuje odstranění astatismu v soustavě – v případě použití I,PI,PID jako hlavního regulátoru zlepšuje stabilitu
Zavedením pomocné regulované veličiny měřené v blízkosti vstupu soustavy lze zrychlit reakci na vznik poruchového signálu Pomocná regulovaná veličina R1 S1 S2 R2 w e x1 x2 y v Pomocná akční veličina Pomocná akční veličina Musí být možné působit na soustavu nejméně dvěmi akčními veličinami
Řád přenosu akčních veličin na výstup musí být různý (nebo alespoň s různými časovými konstantami)
Reakce na změnu jedné akční veličiny musí být rychlejší, než na druhou
Hlavní regulátor většinou I,PI (zajištění co nejmenší ustálené odchylky), vedlejší PD (rychlost regulace) Pomocná akční veličina R1 S1 S2 R2 w v y Řízení s měřenou poruchou Řízení s měřenou poruchou, podmínka invariantnosti Přenos řízení nezměněn
Přenos poruchy
Podmínka invariantnosti
porucha bude plně kompenzována a neprojeví se na výstupu
problém s realizovatelností – řád čitatele pomocného regulátoru obvykle vychází větší, než jmenovatele
často lze použít reálný PD regulátor – plná kompenzace v ustáleném stavu, výrazné potlačení poruchy v přechodném ději
Typické použití – řízení teploty velkých objemů – měření venkovní teploty
Systémy s modelem
Zlepšení dynamických vlastností zpětnovazebních systémů
Řízení systémů s dopravním zpožděním M R S w y ym Kompenzace dopravního zpoždění Kompenzace dopravního zpoždění Řízení probíhá na základě nezpožděného výstupu modelu
Přenos řízení neobsahuje člen dopravního zpoždění v charakteristickém polynomu
Problematická realizace modelu s dopravním zpožděním pro spojitý čas – obvykle realizováno s diskrétním modelem v systému s diskrétním řízením
BRR 1 Diskrétní řízení
(Řízení počítačem)
L 12. Řízení technologických procesů se skládá z celé řady rozhodovacích činností, realizovaných vesměs číslicovými prostředky (od jednoduchých PLC, přes tzv.průmyslová PC až po víceúrovňové počítačové komplexy). Zpětnovazební řízení je součástí těchto činností. Vzhledem k diskrétní povaze číslicových operací je i řízení, realizované číslicově, časově diskrétní.
Poznámka: toto řízení je diskrétní i co do amplitudy; vzhledem k vysoké rozlišovací schopnosti používaných A/Č a Č/A převodníků však není třeba se tím zabývat. R - w y v S A/Č Č/A Blokové schéma zp.systému s diskrétním řízením: R - w y v S Upravené blokové schéma (z hlediska teorie řízení): T T Tv.čl. Dynamické vlastnosti diskrétních(i diskretizovaných) systémů popisujeme v Z transformaci. Přenosy řízení a poruchy pro uvedené blokové schéma mají tvar Poznámka: uvedený přenos poruchy je funkcí poruchového signálu, což znemožňuje obvyklé operace. Proto se provádí následující úprava: R - w y v S T T Tv.čl. Odvozené vztahy pak ovšem platí jen pro konstantní poruchový signál, proměnný pouze v časech vzorkování. Přenos poruchy v upraveném obvodě je: Diskrétní řízení má proti spojitému některé specifické vlastnosti. V prvé řadě je potřeba zvolit vhodnou periodu vzorkování. Přesný a obecně platný návod jak volit T neexistuje. Platí však několik doporučení: 1. Velikost T je zhora omezena vzorkovacím (S-K) teorémem.
Pro praktické použití je to příliš vysoká mez; skutečné hodnoty volíme obvykle o řád menší 2. Zdola je volba T omezena rychlostí A/Č a Č/A př., případně rychlostí (a zaneprázdněním) řídícího procesoru. 3. Volba T obvykle představuje kompromis mezi řadou (často protichůdných) požadavků. Kromě uvedených omezení má na velikost T zcela zásadní vliv typ zvoleného algoritmu řízení. V běžné (zejména průmyslové) praxi se nejčastěji používají dva algoritmy:
- diskrétní ekvivalent PID regulátoru
(proporcionálně-sumačně diferenční PSD regulátor) - řízení s konečnou dobou trvání přechodného děje
(existuje mnoho variant: slabá podmínka platí jen pro časy nT , silná platí i mezi časy vzorkování a zajišťuje obvykle konečný počet změn akční veličiny, konečnost odezvy na poruchu, řízení i oba signály, atd.) Postup při návrhu konstant ekvivalentního PSD regulátoru:
1. K přenosu soustavy připojíme přenos fiktivního dopravního zpoždění o velikosti T/2 Tímto krokem respektujeme skutečnost, že spojité řízení bylo nahrazeno diskrétním. Názorné vysvětlení poskytne příklad signálu, který po diskretizaci a průchodu tvarovačem nultého řádu prochází dolnofrekvenční propustí. 2. Pro takto upravenou soustavu navrhneme spojitý PID regulátor podle daných požadavků. 3. K navrženému PID regulátoru najdeme PSD ekvivalent podle následujících převodních vztahů: Periodu vzorkování volíme v tomto případě co nejkratší (s ohledem na ostatní omezení, tj. časy převodů, výpočtu, ostatní úkoly procesoru atd.) Při návrhu na konečný počet kroků regulace postupujeme metodou požadované přenosové funkce uzavřeného systému (srovnejte s postupem návrhu ve spojitých systémech). Přenosové funkce řízení a poruchy lze upravit do tvaru: Přenos regulátoru lze přímo vypočítat z jednoho nebo
druhého vzorce (podle daného přenosu řízení nebo poruchy) Požadované přenosy musí splňovat podmínku realizovatelnosti (polynom v čitateli přenosu regulátoru je nejvýše stejného řádu jako polynom ve jmenovateli).
Na požadované přenosové funkce mohou být položeny další podmínky: 1. Nulové ustálené odchylky 2. Konečný regulační děj při změně řízení nebo poruchy. 3. Maximální povolený první překmit při skokové změně. 4. Omezení akčního zásahu.
Pokud máme požadavky na oba přenosy současně, je nutno použít i zpětnovazební regulátor (syst.se dvěma stupni volnosti) Splnění dalších podmínek se většinou realizuje rozšířením polynomů v čitateli i jmenovateli přenosu regulátoru. Polynomiální rovnice, které je třeba řešit, patří do kategorie diofantických rovnic. Jako příklad ukážeme konstrukci regulátoru typu DBP (konečný přechodný děj) při skokové změně žádané hodnoty. Předpokládejme, že jde o zpětnovazební řízení v SISO systému, podle schéma, uvedeného na str.3. : R - w y S T T Tv.čl. Pro výpočet výstupních hodnot (včetně hodnot mezi časy vzorkování) platí:
Z této rovnice je zřejmé, že neexistuje žádný polynom, kterým by bylo možno upravit (modifikovat) polynom v čitateli přenosu soustavy P(z,m). Proto přenos řízení, musí obsahovat celý (nezměněný) polynom P(z). Jako druhou podmínku požadujeme nulovou ustálenou odchylku při konstantním řízení tj.:
Pro z→1. Z těchto dvou požadavků na vlastnosti regulačního děje plyne
Příklad: navrhněte DBP regulaci při skoku řízení pro soustavu s přenosem
BRR 1. Vícerozměrové systémy.
(řízení soustav s více vstupy a výstupy)
L 12. V praxi se často vyskytují soustavy, u kterých je více akčních i regulovaných veličin, vzájemně vázaných různými přenosy (frekvence a napětí u generátorů el.energie, teploty a složení produktu u chemických reaktorů apod.) Místo jednoho přenosu (daného obvykle poměrem dvou polynomů) popisujeme takové soustavy maticemi přenosů. .
. .
.
. x1
x2 xn y1 y2 yn . . . v1 v2 vn S Místo jednotlivých přenosů používáme v blokové algebře matice přenosů a vektory veličin.
(Pozor: není definováno dělení. V důsledku toho se mění i samotná definice přenosu).
Obvykle počet vstupů není stejný jako počet výstupů; pro snadnější práci (čtvercové matice) můžeme počet chybějících proměnných doplnit o potřebný počet trvale nulových veličin. R S Y V X - W E Blokové schéma MIMO systému. atd. Pro klasický jednoduchý mnoharozměrový zpětnovazební systém pak platí: Autonomnost MIMO systémů.
Definice:
MIMO systém je autonomní, jestliže se změna i-té žádané hodnoty projeví pouze na i- regulované veličině. Matice přenosů řízení autonomního MIMO systému je maticí diagonální. (všechny prvky kromě hlavní diagonály jsou nulové).
Z podmínky autonomnosti plyne podmínková rovnice pro matici regulátorů R Kde je libovolná diagonální matice. Kromě úplné autonomnosti definujeme
- autonomnost v ustáleném stavu (podmínka diagonality je požadována pouze pro ustálené stavy) - selektivní autonomnost (týká se pouze vybraných veličin) Podobně jako u SISO systémů definujeme invariantnost
(tj.odolnost proti poruchám). (Úplná, statická, selektivní atd.)
BRR 1 Adaptivní regulátory.
Fuzzy regulace. L13. R S e x y _ v1 + + w v2 + V reálných regulačních systémech se během provozu mění vlastnosti řízeného objektu (i všech dalších členů). V důsledku toho parametry regulátoru nejsou optimálně nastaveny a proces řízení ztrácí původní kvalitu.
Řešením je návrh adaptivního regulátoru, který se za provozu přizpůsobuje probíhajícím změnám. Z velkého množství různých adaptačních systémů se používají zejména tři hlavní principy: - MRAC (Model Reference Adaptive Control), adaptace podle referenčního modelu. Model určuje požadované vlastnosti uzavřené nebo otevřené smyčky. Blokové schéma s modelem uzavřené smyčky je na následujícím obrázku. R S e x y _ w + M ym - VaNČ v Porovnejte se systémem uvedeným v kapitole o rozvětvených obvodech, kde rozdílový signál se po úpravě přičítá k akční veličině. U adaptivního systému typu MRAC je rozdíl mezi skutečným a modelovým výstupem zpracován ve vyhodnocovacím a návrhovém členu (VaNČ) a výsledek mění parametry (po případě i strukturu) regulátoru. - STURE (Self Tuning Regulators), samočinně se nastavující regulátory.
Struktura regulátoru (PID, DBP nebo jiný typ) je obvykle pevně určena, adaptace spočívá ve změně parametrů. Adaptační obvod obsahuje blok průběžné identifikace (on-line identif.) a blok návrhu parametrů (realizace
Vloženo: 28.05.2009
Velikost: 275,75 kB
Komentáře
Tento materiál neobsahuje žádné komentáře.
Mohlo by tě zajímat:
Skupina předmětu BRR1 - Řízení a regulace 1
Reference vyučujících předmětu BRR1 - Řízení a regulace 1
Podobné materiály
- BEMC - Elektromagnetická kompatibilita - Prezentace jednotky
- BEMC - Elektromagnetická kompatibilita - Prezentace Příklady 1
- BEMC - Elektromagnetická kompatibilita - Prezentace Příklady 2
- BEMC - Elektromagnetická kompatibilita - Prezentace úvod
- BEMC - Elektromagnetická kompatibilita - Přednášky- prezentace
- BRR1 - Řízení a regulace 1 - Prezentace
- BSPE - Spolehlivost v elektrotechnice - Prezentace
- BESO - Elektronické součástky - BESO prezentace ze cvičení RNDr. Michal Horák, CSc
- BAN1 - Angličtina pro bakaláře- mírně pokročilí 1 - Gramatika-prezentace
- APFY - Patologická fyziologie - BIOT2008-1-prezentace
- APFY - Patologická fyziologie - BIOT2008-2-prezentace
- BMTD - Materiály a technická dokumentace - Prezentace z přednášek a cvičení, část materiály
Copyright 2024 unium.cz