Agenda. Johdanto Säätäjiä. Mittaaminen. P-, I-,D-, PI-, PD-, ja PID-säätäjä Säätäjän valinta ja virittäminen

Samankaltaiset tiedostot
Arto Salminen,

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

PID-sa a timen viritta minen Matlabilla ja simulinkilla

Säätötekniikkaa. Säätöongelma: Hae (mahdollisesti ulostulon avulla) ohjaus, joka saa systeemin toimimaan halutulla tavalla

1 PID-taajuusvastesuunnittelun esimerkki

Tehtävä 1. Vaihtoehtotehtävät.

SaSun VK1-tenttikysymyksiä 2019 Enso Ikonen, Älykkäät koneet ja järjestelmät (IMS),

Hyvyyskriteerit. ELEC-C1230 Säätötekniikka. Luku 8: Säädetyn järjestelmän hyvyys aika- ja taajuustasossa, suunnittelu taajuustasossa, kompensaattorit

Säätötekniikkaa. Säätöongelma: Hae (mahdollisesti ulostulon avulla) ohjaus, joka saa systeemin toimimaan halutulla tavalla

Kon Hydraulijärjestelmät

Säätöjen peruskäsitteet ja periaatteet parempaan hallintaan. BAFF-seminaari Olli Jalonen EVTEK 1

Versio Fidelix Oy

OHJ-4301 Sulautettu Ohjelmointi

LTY/SÄTE Säätötekniikan laboratorio Sa Säätötekniikan ja signaalinkäsittelyn työkurssi. Servokäyttö (0,9 op)

Pikaohje Aplisens APIS type 1X0 ja 2XO

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

OHJ-4301 Sulautettu Ohjelmointi

A/D-muuntimia. Flash ADC

Mittaustekniikka (3 op)

Harjoitus 6: Simulink - Säätöteoria. Syksy Mat Sovelletun matematiikan tietokonetyöt 1

SAVUKAASUJEN VALVONTAKESKUS 1/6 HYDROSET ER - O2

Säätötekniikan perusteet. Merja Mäkelä KyAMK

Multivibraattorit. Bistabiili multivibraattori:

Lämpötilan säätö. S Elektroniset mittaukset Mikko Puranen Luennon sisältö

Harjoitus (15min) Prosessia P säädetään yksikkötakaisinkytkennässä säätimellä C (s+1)(s+0.02) 50s+1

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

Voimalaitoksen lisästabiloinnin virittämisohje. Voimalaitospäivä Scandic Park Antti Harjula

LÄNNEN-MONITOIMIKONEEN TEKNOLOGISIA OMINAISUUKSIA

Kompaktit ilmanvaihtoyksiköt. Topvex FR, SR, TR

Suodattimet. Suodatintyypit: Bessel Chebyshev Elliptinen Butterworth. Suodattimet samalla asteluvulla (amplitudivaste)

Mittaus- ja valvontareleet Zelio Control Toimilaitteiden Luotettavaan valvontaan

Osatentti

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

8. kierros. 2. Lähipäivä

Dynamiikan hallinta Lähde: Zölzer. Digital audio signal processing. Wiley & Sons, Zölzer (ed.) DAFX Digital Audio Effects. Wiley & Sons, 2002.

Sulateliimaprosessin säätöpiirien tutkiminen, virittäminen

Flash AD-muunnin. Ominaisuudet. +nopea -> voidaan käyttää korkeataajuuksisen signaalin muuntamiseen (GHz) +yksinkertainen

KONETEKNIIKAN KOULUTUSOHJELMA

Tilaesityksen hallinta ja tilasäätö. ELEC-C1230 Säätötekniikka. Luku 6: Tilasäätö, tilaestimointi, saavutettavuus ja tarkkailtavuus

Parametrit voimansiirtolinja. Johdanto. SDP3:n päällirakentajien versio

PARASOL. PARASOL Tekninen opas. ADAPT Parasol. Ilmastointimoduulit neuvotteluhuoneisiin ja toimistoihin.

ELEC-C1230 Säätötekniikka. Luku 8: Säädetyn järjestelmän hyvyys aika- ja taajuustasossa, suunnittelu taajuustasossa, kompensaattorit

Huonelämpötila-anturit

Flash AD-muunnin. suurin kaistanleveys muista muuntimista (gigahertsejä) pieni resoluutio (max 8) kalliita

VIM RM1 VAL / SKC VIBRATION MONITOR RMS-MITTAUSJÄRJESTELMÄLLE KÄSIKIRJA. VIM-RM1 FI.docx / BL 1(5)

Muistiinpanoluettelo moottori. Tilauslomake

Sääasema Probyte JUNIOR

IMPACT /Kuvaus, Rakenne ja toiminta//volvon dynaaminen ohjaus, toimintakuvaus

Mitä on huomioitava kaasupäästöjen virtausmittauksissa

Pullotusprosessin ohjaus Metso DNA - automaatiojärjestelmällä. Prosessiautomaation harjoitustyö ELEC-C1220 Automaatio 2 Kevät 2018

Luentokalvot lämpötilasäätimistä Elektroniset mittaukset-kurssiin

EA Sähköiset ilmanlämmittimet

111570SF CS60. Liitäntä- ja määritysopas Ohjausautomatiikka

1. Hidaskäyntiset moottorit

Y Yhtälöparista ratkaistiin vuorotellen siirtofunktiot laittamalla muut tulot nollaan. = K K K M. s 2 3s 2 KK P

Numeeriset menetelmät

Tasapainotilaan vaikuttavia tekijöitä

MATLAB harjoituksia RST-säädöstä (5h)

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

Säätimen integroiminen sovelluskirjastoon

b = KÄYTTÖÖNOTTO RTS-kaukosäätimen ohjelmointi

Successive approximation AD-muunnin

SMITH-PREDICTOR Kompensaattori PI-Säätimellä. Funktiolohko Siemens PLC. SoftControl Oy

1 Tekniset tiedot: 2 Asennus: Asennus. Liitännät

Alias-ilmiö eli taajuuden laskostuminen

FYSP101/K1 KINEMATIIKAN KUVAAJAT

Osatentti

3 Määrätty integraali

Ilmanvaihto Säätimet 7/2016

Muita tyyppejä. Bender Rengas Fokusoitu Pino (Stack) Mittaustekniikka

8. kierros. 1. Lähipäivä

PC vai Yoshbox? Moottorinohjauksen lyhyt teoria ja vertailu Mustavalkoisesti kirjoitettuna innostamaan tiedon ja mielipiteiden jakamiseen by PetriK

Luento 8. Suodattimien käyttötarkoitus

Testo 106 suojakotelolla Nopea mittari omavalvontaan.

DC-moottorin pyörimisnopeuden mittaaminen back-emf-menetelmällä

Nereus lattiaviileä Asuntojen viilennykseen

AW Lämminvesikäyttöiset ilmanlämmittimet

ASENNUSOHJE. Lattialämmitystermostaatti PST FS-2020

Pumppujen vuorottelukäytön suunnittelu ja käyttöönotto

Mallit: P300 ja DualTemp s.2 Puikko- ja kylmiömittarit s.3 ScanTemp 430 s.4 ProScan 520 s.5 Elintarvikeloggerit s.6 ph 5 ja 7

S10-19 Control of the high pressure reactor

mm mm mm mm x x 305. Moottori Nopeus Pienin Ø kw AC m/min mm

KYTKENTÄOHJEET. MicroMax370

LVI - I N HVACON S I N Ö Ö R I T O I M I S T O RAU

Elco elektroninen termostaatti ELTH

EA Sähköiset ilmanlämmittimet

PD-säädin PID PID-säädin

dametric AGS-anturi HUOLTOKÄSIKIRJA AGS-XXX Service Manual FI.docx Lokakuu 12, 2010 / BL Sivu 1 (8)

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

Muuntavat analogisen signaalin digitaaliseksi Vertaa sisääntulevaa signaalia referenssijännitteeseen Sarja- tai rinnakkaismuotoinen Tyypilliset

Made in Germany. DE1 SÄHKÖINEN MUTTERINVÄÄNNIN MOMENTTIKIRISTYKSEEN DE1plus MOMENTTI SEKÄ KULMAKIRISTYS TOIMINOILLA

Basic, comfort, superior

Mat Työ 2: Voimalaitoksen säätö

s /BA 1(8) taajuusmuuttajalla

Tekniikka Useampi moottori - Erilaisia veto- ja ohjaustapoja - Kaikki nämä vaihtoehdot tarvitsevat kaksi moottoria - Oikealla ja vasemmalla on erillin

H(s) + + _. Ymit(s) Laplace-tason esitykseksi on saatu (katso jälleen kalvot):

Toimintakokeet toteutus ja dokumentointi Janne Nevala LVI-Sasto Oy

Taajuusmuuttaja FC101 (pikaopas)

VOIMALAITOSTEKNIIKKA MAMK YAMK Tuomo Pimiä

Koskestusnäytöllinen termostaatti 3A asetusten muuttaminen Primex-lattialämmitysjärjestelmälle sopivaksi.

Transkriptio:

8. Luento: Laitteiston ohjaaminen Arto Salminen, arto.salminen@tut.fi

Agenda Johdanto Säätäjiä P-, I-,D-, PI-, PD-, ja PID-säätäjä Säätäjän valinta ja virittäminen Mittaaminen

Johdanto Tavoitteena: tunnistaa ja ymmärtää säätämiseen liittyviä ongelmia, saada perustiedot yksinkertaisista säätömenetelmistä Säätäminen = mitattavan arvon saattaminen asetusarvoa vastaavaksi Esimerkiksi: lämpötila, moottorin nopeus, nesteen taso Säätöalgoritmien tavoitteena tehokkuus, nopeus ja tarkkuus www.youtube.com/watch?v=alvo4ajpcf0

Säätämisen historiaa Nicholas Minorsky: Directional stability of automatically steered bodies (1922) New Mexico sotalaivan automaattinen ohjausjärjestelmä Laivan kallistuminen heikensi laivatykkien tarkkuutta (S. Bennet: Nicolas Minorsky and the Automatic Steering of Ships)

Termejä Häiriö Asetusarvo Erosuure (e) Ohjausarvo (u) Säädettävä Säätäjä Prosessi suure Takaisinkytkentä Mittausanturi Oloarvo Askelvaste:

oloarvo asetusarvo erosuure

Stabiili prosessi Prosesseista Jos asetusarvo ja häiriöt pysyvät samana, prosessi asettuu luonnolliseen tasapainotilaan Esimerkiksi auton vakionopeudensäätö: jos moottoriin syötetty polttoainemäärä on vakio, auto kulkee vakionopeudella, kunhan ulkoiset tekijät kuten tuuli tai mäet eivät vaikuta Epästabiili, eli integroiva prosessi Prosessi ei asetu tasapainotilaan, vaan ajautuu rakenteelliseen ylä- tai alarajaan ilman säätöä

Stabiili Epästabiili

Aikavakio ja viive Prosessin aikavakio osoittaa nopeutta, jolla prosessi reagoi ohjausarvojen muutokseen Viive, eli kuollut aika, tarkoittaa asetusarvon ja oloarvon muutoksen välillä kuluvaa aikaa

P-säätäjä u = K*e + M Ohjausarvo on suoraan verrannollinen eroarvoon P-säätäjä jättää asentovirheen Jos kerrointa K kasvatetaan liikaa, järjestelmä voi värähdellä Säätäjän ohjaus on usein rajoitettu tietylle välille Koodia: ero = asetusarvo oloarvo; u = p_kerroin * ero + p_skaalaus; ohjaus = mid (alaraja, u, ylaraja);

K=3 K=10 Kuvaajat: http://www.pidlab.com

I-säätäjä u = K * average(e(1) e(k)) Säätimen ulostulo muuttuu eroarvoon verrannollisella nopeudella Ei reagoi pieniin häiriöihin Ei asentovirhettä Hidas Voi saturoitua toiminta-alueen rajalla, kun ohjaus ei riitä korjaamaan tilannetta (Windup). Ratkaisu: lisätään anti-windup toiminto, joka esimerkiksi estää integroinnin jatkumisen prosessin saturaatiotilanteessa

e t u t

Saturoituminen -> järjestelmä menettää ohjattavuutensa kunnes tilanne purkautuu

D-säätäjä u = K * ( e(n) e(n-1) ) Säätimen ulostulo on verrannollinen eroarvon muutosnopeuteen Säätö reagoi nopeasti Pitää liikettä yllä -> ylittää asetusarvon ja värähtelee Herkkä kohinalle Liitetään aina P tai PI-säätäjään

e t u t

PI-säätäjä P-säätäjän nopeus, I-säätäjän tarkkuus Ei asentovirhettä

PD-säätäjä Nopea, ennustaa asetusarvon muutosta Värähtelee herkästi Herkkä kohinalle Jättää asentovirheen

PID-säätäjä Reagoi nopeasti, mutta ei värähtele niin herkästi Yleissäätäjä P osa huolehtii perussäädöstä D osa tuo nopeutta I osa vaimentaa värähtelytaipumusta Ei asentovirhettä

Säätäjän virittämisestä Säätäjän virittäminen yritys ja erehdys - menetelmän avulla muuttamalla P, I ja D- osien kertoimia D- ja P-termit aiheuttavat värähtelyä/ylitystä I-termi hävittää asentovirheen, mutta voi aiheuttaa säätäjän saturoitumisen Ziegler-Nichols ja Cohen-Coon ovat eräitä klassisia viritysmenetelmiä

Mittaamisesta Mittaussignaalia joudutaan usein suodattamaan Häiriöt Kiinnostava taajuuskaista Mitta-anturi on toisinaan kalibroitava Kalibrointi saatetaan tehdä huollon yhteydessä tai automaattisesti laitteen ollessa käytössä

Yhteenveto P-, I-, D-, PI-, PD- ja PID-säätimet valitaan käyttötarkoituksensa mukaan ja viritetään toimimaan optimaalisella, mutta turvallisella tavalla. Mitta-anturien kalibrointi on usein tarpeen valmistustoleranssien ja kulumisen vaikutuksen poistamiseksi Järjestelmän turvallisuus on syytä ottaa aina huomioon