Készítette: Glisics Sándor (glisics@eet.bme.hu) Analóg és digitális rendszerek megvalósítása programozható mikroáramkörökkel (Szabályzó tervezés Gyakorlat) Készítette: Glisics Sándor (glisics@eet.bme.hu)

Irányítás Irányítás Vezérlés Szabályozás Kézi Önműködő Kézi Önműködő

Vezérlés Nincs visszacsatolás, nyílt hatáslánc Előny: általában egyszerűbb, előre ismert zavaró hatások kompenzálhatóak Hátrány: előre nem ismert zavaró hatások pontatlanságot okozhatnak a kimeneten, a hatásláncban lévő tagok jelátviteli tulajdonságait elég pontosan ismerni kell (nincs visszajelzés) pl.: léptető motoros alkalmazásokban, távfűtés

Szabályozás A kimenetről visszacsatolás érkezik a szabályzóba, zárt hatáslánc A cél: az alapjel beállítása és tartása Előny: előre nem ismert zavaró hatások kompenzálhatóak, a visszacsatolás csökkenti a hatásláncban lévő tagok jelátviteli tulajdonságainak hatását Hátrány: általában bonyolultabb megvalósítás, a visszacsatolás hatására labilissá válhat a rendszer pl.: módosított léptető motoros alkalmazásokban

Szabályzó hatásvázlata xz xa xr xb Beavatkozó szerv xm xs + Szabályozó Szakasz xe Érzékelő szerv xa: alapjel (referencia) xr: rendelkező jel (hibajel) xb: beavatkozó jel xm: módosított jellemző xz: zavaró jel xs: szabályozott jellemző xe: ellenőrző jel

Jelátviteli tagok leírása Frekvencia tartománybeli vizsgálat, leírás átviteli függvénnyel Szimulációval: Méréssel: Oszcilloszkóp és jelgenerátor segítségével X(s)be X(s)ki W(s)

Fázistolós oszcillátor Miért működik? (amplitúdó és fázis feltétel) Rossz szabályzókör lehet oszcillátor (erősítés és fázis tartalék) Tekinthető szakasz (3 pólus) és P szabályzónak

P szabályzó A beavatkozó jel (Uki) késedelem nélkül, arányosan követi a rendelkező jelet (hibajelet: Ube). Gyors Egyetlen szabad paraméter: Maradó hiba: Rv Re Ube Uki Ube Uki Ap Uki b Ube t

I szabályzó A beavatkozó jel változási sebessége arányos a rendelkező- jellel. Maradó szabályozási hiba nélkül dolgozik. Egyetlen szabad paraméter: Elméleti: Cv Re Ube Uki Uki Ube dUki dt t

PI szabályzó P és I szabályozó egyben. Gyors beavatkozás: P Maradó hiba nélkül dolgozik: I Két szabad paraméter: Elméleti: Rv Cv Re Ube Uki Uki 2Ap Ap Ube TI t

PD szabályzó Kezdeti nagy beavatkozó jel miatt gyors tud lenni. Két szabad paraméter: Elméleti: Rv1 Rv2 Re Cv Ube Uki nAp Uki Ap Ube t TD

PID szabályzó Gyors és nincs maradó hibája. Három szabad paraméter: Elméleti: Rv1 Cv1 Rv2 Re Cv2 Ube Uki (1+n)Ap Uki 2Ap Ap Ube T TI t

Szabályzó megvalósítása xa xr xb xs + Szabályozó Szakasz xe Érzékelő szerv Hibajel képző Szabályzó Szakasz

Szabályzó elméleti beállítása Szabályzó zérushelyeivel kiejtjük a szakasz domináns (leglassabb) pólusait, PD esetén a 2. leglassabb pólust A többi paramétert úgy választjuk, hogy teljesüljön az előírás a statikus pontosságra, túllövésre, beállási időre, maximális beavatkozó jelre.

Szabályzó gyakorlati beállítása Méretezés: fázistartalékra (45°) Szabályozás minősítése: túllövés, beállási idő (ellentétes követelmény) Többféle kísérleti módszer: Lantos Béla – Irányítási rendszerek elmélete és tervezése I. (7.8 fejezet) PI szabályzó beállítása TI=∞ mellett Ap növelése a stabilitás határáig (Ap,krit) Ap= 0,45∙Ap,krit TI csökkentése a stabilitás határáig (TI,krit) TI= 3∙TI,krit