1.     Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zbadanie wpływu konstrukcji regulatora typu PID oraz metody doboru jego współczynników na jakosc regulacji, czyli uchyb i czas stabilizacji sygnału wyjsciowego.

2.     Przebieg ćwiczenia

Tworzymy układ przedstawiający regulator PID za pomocą programu PSCAD oraz znajdujących się w nim bibliotek. Przyjmuję wzmocnienie o wortości 1 oraz stałych czasowych podanych przez prowadzącego (0.2[s], 0.4[s], 0.6[s] i 0.9[s]).

Schemat układu regulatora PID:

Transmitancja operatorowa:

Po czasie równym 1s, dla wyżej podanych parametrów, pojawia się odpowiedź skokowa na wejściu układu. Natomiast oscylacje na wyjściach, zwiększąją amplitudę, co jest charakterystyczne dla niestabilnych układów.

Przy zastosowaniu Metody  Ziegler’a-Nichols’a, byłam w stanie określić wzmocnienie graniczne, a tym samym ustabilizować układ. Na poniższym schemacie, przy odpowiedzniej zmianie wartości wzmocnienia, udało mi się ustawić amplitudę regulatora na  granicy stabilności.

Odczytuję z powyższego wykresu wartość dodatkowego opóźnienia

Wartość nastawu jest równa

Korzystając z powyższej tabeli dla regulatora PID, na granicy stabilności,  parametry przyjmują wartości:

Otrzymane wyniki podstawiłam do układu pierwotnego.

3.     Wnioski:

Dobór parametrów regulatorów PID przy użyciu metody Ziegler'a-Nichols'a nie jest skomplikowane. Przy jej użyciu byłam w stanie wyznaczyć wzmocnienie Kp oraz czasy Ti (całkowania) i Td (różniczkowania). Jednakże pomimo moich starań oraz powtórnego zbadania danego układu, sygnału wychodzącego WY_2 jak i uchybu Uch_2 nie jestem w stanie doprowadzić do stanu stabilności.

Oświadczam, że Paulina Jankowiak jako autor sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych, opracowanie to wykonałam samodzielnie nie korzystając z materiałów przygotowanych przez inne osoby w całości lub w części.