Лабораторная работа 6. Изучение работы ПИ-регулятора.

Цельработы

Реализация ПИ-регулятора в программном пакете LOGO! Soft Comfort V5.

Теоретическаячасть

ПИ-регулятор является одним из наиболее универсальных регуляторов. Фактически ПИ-регулятор – это П-регулятор с дополнительной интегральной составляющей. И-составляющая, дополняющая алгоритм, в первую очередь нужна для устранения статической ошибки, которая характерна для пропорционального регулятора. По сути, интегральная часть является накопительной, и, таким образом, позволяет осуществить то, что
ПИ-регулятор учитывает в данный момент времени предыдущую историю изменения входной величины. Если добавить к алгоритму дифференциальную составляющую, он трансформируется в ПИД-закон регулирования.

Формула выходного сигнала:

,
где

· U(t) – выходной сигнал;

· P – пропорциональная часть;

· I – интегральная часть;

· K – коэффициент пропорциональности;

· Tи – постоянная интегрирования (время изодрома);

· ε(t) – сигнал рассогласования, разница между сигналом обратной связи и заданием (может быть заменен другими сигналами, в зависимости от структурной схемы системы, но суть та же).

Задание

Реализовать контур управления температурой так, чтобы коммутация происходила не чаще чем раз в 25 секунд.

Варианты задания

…

Примервыполнения

Различные значения температуры, которые можно изменять, можно реализовать с помощью аналогового входа. Аналоговый вход представляет собой значение температуры.

Для преобразования аналогового сигнала в импульс использован блок «ШИМ».

Для осуществления коммутации не чаще чем раз в 25 секунд использован блок «Импульсное реле», в его настройках установлено время отключения, равное 25 секундам. Для включения блока ШИМ и установки автоматического режима работы для ПИ-регулятора используем блок «Вход».

Для осуществления регулирования температуры использован
ПИ-регулятор.На рис. 14 представлено решение данной задачи.

Рис. 14. Коммутационная схема

Рассмотрим, каким образом работает ПИ-регулятор. Пусть поддерживаемое значение температуры равно 20. Это значение устанавливается в параметрах регулятора. Пусть температура в помещении ниже этого значения и равна −30, тогда получим следующий график работы регулятора (рис. 15).

Рис. 15. Вид тренда ПИ-регулятора при начальной температуре −30

График зеленого цвета соответствует поддерживаемому значению температуры –20. График синего цвета – температуре в помещении, в данном случае –30. Красный тренд дает информацию о том, какие действия предпримет ПИ-регулятор в данной ситуации. Видим, что ПИ-регулятор будет повышать температуру в помещении до тех пор, пока она не станетравна 20.

Пусть температура в помещении будет выше заданной, и будет равна 80 (рис. 16).

Рис. 16.Вид тренда ПИ-регулятора при начальной температуре 80

При температуре помещения выше заданной ПИ-регулятор стремится снизить температуру.

Несложно предположить, что при температуре в помещении, равной заданному значению, ПИ-регулятор не предпримет никаких действий, доказательством чему является график (рис. 17).

Рис. 17.Вид тренда ПИ-регулятора при начальной температуре 20

Контрольныевопросы

1. Что такое ПИ-регулятор?

2. Для чего используется блок ШИМ?

3. Принцип работы ПИ-регулятора.

Требования по содержаниюотчета

В отчете студент должен перечислить цели лабораторной работы,описать ход работы, сделать вывод опроделаннойработе

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

методические указания по выполнению лабораторныхработпокурсу

Средства автоматизации и управления

Составители: Леонов Сергей Владимирович

Тетерин Евгений Александрович

Подписано кпечати . Формат 60х84/16. Бумага«Классика». Печать RISO.Усл.печ.л. . Уч.-изд.л.. Заказ .Тираж экз.
	Томский политехническийуниверситетСистема менеджментакачества Томского политехнического университетасертифицированаNATIONALQUALITYASSURANCE по стандартуISO9001:2000
. 634050, г. Томск, пр. Ленина,30.