Podstawy Automatyki -skrypt.pdf

Materiały pomocnicze do wykładu:

Podstawy

Automatyki

Opracował:

doc. dr in . Marek elazny

Wprowadzenie

Niniejsze materiały pomocnicze nie stanowi samodzielnego tekstu

zast puj cego wykład.

Opracowano je, by ułatwi studentom słuchanie wykładów, by

uwolni ich od przenoszenia do własnych notatek wi kszo ci

rysunków i tablic prezentowanych podczas wykładu.

Materiały te stanowi b d istotn pomoc w przygotowaniu

słuchaczy do wicze , laboratoriów i egzaminu, je eli uzupełnione

zostan własnymi notatkami i komentarzami podczas wykładów.

Nale y bowiem pami ta , e wykład zawiera wiele dodatkowych

elementów i tylko jego wysłuchanie, poł czone z mo liwo ci

dyskusji i wyja nienia w tpliwo ci, daje gwarancj dobrego

opanowania przedmiotu PODSTAWY AUTOMATYKI.

- 2 -

Spis Tre ci:

0 POJ CIA PODSTAWOWE…………………………….………………………..….. - 5 -

1 OPIS MATEMATYCZNY UKŁADÓW LINIOWYCH ............................................. - 9 -

2 PODSTAWOWE ELEMENTY LINIOWE ..................................................................15

2.1 Zało enia upraszczaj ce .................................................................................................... 15

2.2 Elementy bezinercyjne (proporcjonalne)......................................................................... 17

2.3 Elementy inercyjne pierwszego rz du.............................................................................. 19

2.4 Elementy całkuj ce ............................................................................................................ 22

2.5 Elementy ró niczkuj ce..................................................................................................... 24

2.6 Elementy oscylacyjne......................................................................................................... 26

2.7 Elementy opó niaj ce ........................................................................................................ 30

3 UKŁADANIE SCHEMATÓW BLOKOWYCH............................................................32

3.1 Zasady budowy schematów blokowych ........................................................................... 32

3.2 W zły informacyjne i sumacyjne...................................................................................... 32

3.3 Przekształcanie schematów blokowych............................................................................ 36

3.4 Przykłady układania (tworzenia) schematów blokowych .............................................. 41

4 CHARAKTERYSTYKI CZ STOTLIWO CIOWE .....................................................43

4.1 Transmitancja widmowa. Rodzaje charakterystyk cz stotliwo ciowych. .................... 43

4.2 Logarytmiczne charakterystyki amplitudowa i fazowa elementu inercyjnego

pierwszego rz du ............................................................................................................................. 45

4.3 Charakterystyka amplitudowo-fazowa oraz logarytmiczne charakterystyki elementu

ró niczkuj cego rzeczywistego ...................................................................................................... 48

4.4 Charakterystyka amplitudowo-fazowa oraz logarytmiczne charakterystyki

amplitudowa i fazowa elementu drugiego rz du.......................................................................... 49

4.5 Logarytmiczne charakterystyki cz stotliwo ciowe szeregowego poł czenia

elementów ........................................................................................................................................ 54

5 UKŁADY LINIOWE DYSKRETNE (IMPULSOWE) .................................................55

5.1 Poj cia podstawowe ........................................................................................................... 55

6 REGULATORY PRZEMYSŁOWE..............................................................................60

6.1 Regulator PID..................................................................................................................... 60

6.2 Regulatory mikroprocesorowe.......................................................................................... 62

6.3 Wykorzystanie sterowników PLC do regulacji............................................................... 64

6.4 Regulacja lub sterowanie w trybie „soft-control”........................................................... 64

7 WYMAGANIA STAWIANE UKŁADOM AUTOMATYKI..........................................65

7.1

Stabilno ............................................................................................................................ 65

7.2

Dokładno statyczna......................................................................................................... 79

7.3

Jako dynamiczna ............................................................................................................ 81

- 3 -

8 DOBÓR RODZAJU I NASTAW REGULATORÓW ...................................................85

8.1 Wybór rodzaju (typu) regulatora ..................................................................................... 85

8.2 Dobór nastaw regulatora................................................................................................... 86

9 STRUKTURY UKŁADÓW REGULACJI....................................................................88

9.1

Uogólniona struktura jednoobwodowa ............................................................................ 88

9.2

Regulacja kaskadowa ........................................................................................................ 88

9.3

Regulacja stosunku ............................................................................................................ 90

9.4

Kaskadowa regulacja stosunku ........................................................................................ 91

9.5

Układy z pomocnicz korekcj dynamiczn : .................................................................. 91

9.6

Układy zamkni to-otwarte ................................................................................................ 92

- 4 -

0. POJ CIA PODSTAWOWE

Szeroki zakres zastosowa automatyki zmusza do u ywania bardzo ogólnych poj

podstawowych i reprezentacji graficznej w postaci schematów blokowych, które to poj cia i

schematy mog by stosowane zarówno przy omawianiu zagadnie teoretycznych jak i

aplikacji przemysłowych, medycznych, wojskowych lub w dowolnej innej - automatyzowanej

- dziedzinie działalno ci człowieka.

Kilka zasadniczych poj :

Sygnał - wielko fizyczna wyst puj ca w procesie sterowania b d ca no nikiem

informacji.

Informacja - warto lub kształt przebiegu sygnału.

Element automatyki (człon) - podzespół, zespół, przyrz d lub urz dzenie. w którym mo na

wyró ni sygnał wej ciowy i sygnał wyj ciowy - rys. a, lub sygnały wej ciowe i wyj ciowe -

rys. b.

Układ automatyki - zespół wzajemnie powi zanych elementów bior cych udział w

sterowaniu automatycznym danego procesu (uporz dkowany zgodnie z kierunkiem

przekazywania sygnałów)

Sterowanie automatyczne - oddziaływanie na proces, którego zamierzony przebieg chcemy

uzyska bez udziału człowieka, za pomoc urz dze nazywanych ogólnie aparatur

automatyki.

Wyró nia si :

- sterowanie w układzie otwartym

- sterowanie w układzie zamkni tym

Ogólny schemat otwartego układu sterowania przedstawiono ni ej:

Nomenklatura:

w - warto zadana wielko ci sterowanej

u - sygnał steruj cy

y - wielko sterowana

z - sygnały zakłócaj ce (zakłócenia)

- 5 -

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: