Inst. for elektrofag og fornybar energi

Like dokumenter
Program for elektro- og datateknikk

Program for elektro- og datateknikk

Inst. for elektrofag og fornybar energi

Inst. for elektrofag og fornybar energi

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

ù [rad/sek] h O [db] o o o o o o o o o o o

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Del 1. Totank minimum forstyrrelse

Øving 6, løsningsforslag

Oppgave 1.1. Den første er en klassiker. Studer figur A4.1 i vedlegg 1. Finn overføringsfunksjonen ved hjelp av manuelle, grafiske metoder.

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG

Inst. for elektrofag og fornybar energi

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Del 1. Linearisering av dynamisk modell

SIMULERINGSNOTAT. Prosjekt i emnet «Styresystemer og reguleringsteknikk» Gruppe 01. Laget av Torbjørn Morken Øyvind Eklo

Løsningsforslag oppgavene (Øving 5)

nyq Inst. for elektrofag og fornybar energi Fag TELE2001 Reguleringsteknikk Simulink øving 4 Oppstart av Matlab. c:\temp.

Del 1. Standard overføringsfunksjoner (25%)

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Eksamensoppgave i TELE2001 Reguleringsteknikk

Simuleringsnotat. Prosjekt i emnet «Styresystemer og reguleringsteknikk» Gruppe 6. av Stian Venseth og Kim Joar Øverås

NTNU Fakultet for teknologi

Program for elektro- og datateknikk

Løsningsforslag til eksamen i EDT211T Styresystemer og reguleringsteknikk 27/ s.1 av 12

EDT211T-A Reguleringsteknikk PC øving 5: Løsningsforslag

Del 1. Standard overføringsfunksjoner (25%)

AVDELING FOR INGENIØRUTDANNING EKSAMENSOPPGAVE

Utledning av Skogestads PID-regler

Emnekode: Faglig veileder: Veslemøy Tyssø Bjørn Ena~bretsen. Gruppe(r): I Dato: Alle skrevne og trykte hjelpemidler, skrivesaker og kalkulator

Løsning til eksamen i IA3112 Automatiseringsteknikk

Løsningsforslag til eksamen i TELE2001-A Reguleringsteknikk

Eksperimentell innstilling av PID-regulator

Del 1. Skisse av reguleringsteknisk system

SAMMENDRAG (MARKUS) Regulatorparametre: Kp= 8 Ti= 13 KpFF= 0.19 TdFF= 5.14

Tips! OMRON ELECTRONICS NORWAY AS

Løsningsforslag til sluttprøven i emne IA3112 Automatiseringsteknikk

Emnekode: LO 358E. OYAo~~ Alle skrevne og trykte hjelpemidler, skrivesaker og kalkulator

KYBERNETIKKLABORATORIET. FAG: Kybernetikk DATO: OPPG. NR.: R134 TEMPERATURREGULERING

NTNU Fakultet for teknologi

10.1 Oppgaver til kapittel 1

Løsningsforslag øving 6

Reguleringsstrukturer

Løsningsforslag oppgavene (Øving 3)

Finn Haugen. Oppgaver i reguleringsteknikk 1. Nevn 5 variable som du vet eller antar kan være gjenstand for regulering i industrianlegg.

Spørretime / Oppsummering

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

SLUTTPRØVE. EMNEANSVARLIG: Finn Aakre Haugen. Tlf Epost: Antall sider: 14 (medregnet denne forsiden)

Slik skal du tune dine PID-regulatorer

Hva er styring og regulering

Løsningsforslag Dataøving 2

Høgskoleni østfold EKSAMEN. Emnekode: Emne: ITD30005 Industriell IT. Dato: Eksamenstid: kl til kl. 1300

Styresystemer og reguleringsteknikk Simuleringsnotat

EMAR2101 Reguleringssystemer 1: Løsning til øving 3

PID-REGULERING OG JUSTERINGSTEKNIKKER

Eksamensoppgave i TELE2001 Reguleringsteknikk

Løsning til eksamen i EK3114 Automatisering og vannkraftregulering ved Høgskolen i Sørøst-Norge

Regulatoren. Gjennomgang av regulatorens parameter og konfigurasjon

Løsningsforslag til eksamen i TELE 2008A Styresystemer og reguleringsteknikk 26/ s.1 av 16

Del 1. En klassiker, og en litt mer utfordrende

Elektrisk motor med last

Artikkelserien Reguleringsteknikk

Løsningsforslag til ukeoppgave 12

Høgskolen i Østfold Avdeling for informasjonsteknologi. Fag ITD Industriell IT. Laboppgave 2. Del 1. Temperatur-regulering

Løsningsforslag øving 8

Løsning til eksamen i IA3112 Automatiseringsteknikk

Test av USB IO-enhet. Regulering og HMI.

Løsningsforslag til utsatt eksamen 2. desember 2015

Løsning til eksamen i IA3112 Automatiseringsteknikk ved Høgskolen i Sørøst- Norge

Foroverkopling. Kapittel Innledning

Løsning til eksamen i IA3112 Automatiseringsteknikk ved Høgskolen i Sørøst- Norge

EKSAMENSFORSIDE Skriftlig eksamen med tilsyn

Del 1. ACC adaptiv cruisekontroll

48 Praktisk reguleringsteknikk

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

c;'1 høgskolen i oslo

EKSAMENSFORSIDE Skriftlig eksamen med tilsyn

Emnenavn: Industriell IT. Eksamenstid: 4 timer. Faglærer: Robert Roppestad

NB! Vedlegg 2 skal benyttes i forbindelse med oppgave 3a), og vedlegges besvarelsen.

Eksamen MAT1005 Matematikk 2P-Y Va ren 2015

Kalibreringen av transmittere.

SLUTTPRØVE. EMNEANSVARLIG: Finn Aakre Haugen. Tlf Epost: Antall sider: 15 (medregnet denne forsiden)

GRUPPE 1 Beskrivelse av siloanlegget Anlegget består av en silo som kan skal påfylles med tørrstoff. Siloen har en sylinderpåvirket ventil som styrer

Løsning til sluttprøve i EK3114 Automatisering og vannkraftregulering ved Høgskolen i Telemark

Noen presiseringer mhp Diskret Fourier Transform. Relevant for oblig 1.

Veiledning til læremidlene for VG3 automasjon

Eksperimentell innstilling av PID-regulator

Eksamen. 23. mai AUT2001 Automatiseringssystemer. Programområde: Automatiseringssystemer. Nynorsk/Bokmål

Eksamen S1 høsten 2014

Eksamen. 16.november AUT2001 Automatiseringssystem / Automatiseringssystemer. Programområde: Automatisering. Nynorsk/Bokmål

EKSAMEN. Ta med utregninger i besvarelsen for å vise hvordan du har kommet fram til svaret.

Tilstandsestimering Oppgaver

DYNAMISK KARTLEGGINGSPRØVE I MATEMATIKK

Løsning til sluttprøve i IA3112 Automatiseringsteknikk ved Høgskolen i Telemark

Motor - generatoroppgave II

Frekvensanalyse av likestrømsmotor med diskret regulator og antialiasing filter

TMA4105 Matematikk 2 Vår 2008

Transkript:

Inst. for elektrofag og fornybar energi Fag TELE2001 Reguleringsteknikk Løsningsforslag, Tank 4 øving 1 Utarbeidet av Erlend Melbye 2015-09-07 Revidert sist Fredrik Dessen 2015-09-07 1 Oppstart av Tank 4 Oppgave 1a Forklar kort hva verdiene Nominelt pådrag, Referanse, Pådrag og Prosessverdi (i ruten PID-regulator midt i de to figurene ovenfor) representerer. Hvilke verdier er stillbare i regulatormodus Auto? Hvilke er stillbare i Hand? Nominelt pådrag: Et konstant pådrag som stilles inn for hånd, og legges til regulatorens pådrag. Dette kan brukes til å motvirke stasjonære avvik. Referanse: Ønsket nivå i tanken Pådrag: Innstilling av væskestrøm inn i tanken. Styres av regulatoren. Prosessverdi: Faktisk væskenivå Oppgave 1b Forklar med noen få ord hva du tror de to modi, Auto og Hand, innebærer. Auto: En regulator brukes her til å regulere pådraget Hand: Manuell styring av pådraget 2. Nivåregulering med forskjellige verdier for referanse, forstyrrelse og nominelt pådrag Oppgave 2a Forsikre deg atter en gang om at regulatoren står i Auto, og om at Nominelt pådrag og Utventil står på 50. Referanse skal stilles (fra 50) til 25, deretter til 75 og så tilbake til 50. La systemet få tid til å stabilisere seg etter hver endring. Forklar kort hva som skjer. Hva blir det stasjonære avviket i hvert tilfelle? Prosessverdien går i en fin kurve til referansen ved alle referanseendringer og blir stasjonær. Det er ingen stasjonære avvik. Så lenge nominelt pådrag og utventil har samme verdi blir det ingen stasjonære avvik.

2 Tank 4 øving 1 Oppgave 2b Forsikre deg atter en gang om at regulatoren står i Auto, og om at Nominelt pådrag og Utventil står på 50. Referanse skal stilles tilbake til 50. Denne gangen skal Utventil stilles (fra 50) til 75, så til 50 og til slutt til 25. La systemet få tid til å stabilisere seg etter hver endring. Forklar kort hva som skjer. Hva blir det stasjonære avviket i hvert tilfelle? Både ved stillingen 25 og 75 på utventilen har man et stasjonært avvik på 25. Ved 50 er det ingen stasjonært avvik. Når utventil endres til noe annet enn nominelt pådrag vil man få et stasjonært avvik. Det du har gjort er å stille (manuelt) på en forstyrrelse som regulatoren ikke vet om. Oppgave 2c Forsikre deg atter en gang om at regulatoren står i Auto, og om at Nominelt pådrag og Utventil står på 50. Referanse skal stilles tilbake til 50. Denne gangen skal Nominelt pådrag stilles (fra 50) til 75, tilbake til 50 og så til 25. La systemet få tid til å stabilisere seg etter hver endring. Forklar kort hva som skjer. Hva blir det stasjonære avviket i hvert tilfelle? Hvis man ser på den grønne grafen (pådraget) kan man tydelig se at det nominelle pådraget øyeblikkelig endrer pådraget. Så tar regulatoren over og justerer inn pådraget til at nivået blir stabilt. Ved nominelt pådrag på 75 og 25 har vi et stasjonært avvik på 25. Ved 50 finnes ingen avvik. Vi ser igjen at det med denne typen regulator (proporsjonalregulator) er viktig å stille inn nominelt pådrag best mulig. 3. Nivåregulering med forskjellige verdier for K p Du skal nå undersøke stasjonært avvik i tanken med forskjellige verdier for P-forsterkinga, Kp. Utløpet skal være på 25%, mens nominelt pådrag og referanse skal settes til 50%. Pass også på at regulatoren står i Auto.

3 Tank 4 øving 1 Du skal nå stille inn regulatoren som en P-regulator med Kp =1 og med I-delen og D-delen utkoblet: PIDknappen på P(D) og Td = 0. Vent så til nivået i tanken har stabilisert seg. Oppgave 3a Hvor stort er det stasjonære nivået i tanken nå? Sett verdien inn i en tabell som nedenfor. Oppgave 3b Hvor stort er det stasjonære avviket nå? Sett verdien inn i tabellen. Oppgave 3c Du skal nå se på hvordan det går med nivået i tanken og det stasjonære avviket når du øker Kp gradvis. Fyll ut tabellen under. Dersom reguleringssløyfa blir ustabil noterer du det. Utventilen til tanken skal fortsatt være 25[%]. Kp 1 2 3 4 5 6 Målt nivå [%] 75 62,5 58,3 56,3 Etter lang tid: 55 Ustabil Avvik [%] 25 12,5 8,3 6,3 5 Oppgave 3d Stemmer resultatene for stasjonært avvik med teorien om stasjonær forsterking i ventilen og i nivåmåleren begge er lik 1 og det nominelle pådraget, u0 er lik 50? u= Kp *e+u0 e = (u-u0)/kp u og u0 vil hele tiden ha samme verdier, hhv. 25 og 50. Utregnet får vi Kp = 1 => e = -25 Kp = 2 => e = -12,5 Kp = 3 => e = -8,33 Kp = 4 => e = -6,25 Kp = 5 => e = -5 Kp = 6 => e = -4,167 Resultatene stemmer ganske bra. Tips: Se på blokkskjemaet under og sett på alle de aktuelle verdiene:

4 Tank 4 øving 1 4. Innjustering av reguleringssløyfa basert på Ziegler-Nichols metode. Oppgave 4a Hvilke verdier får du for kritisk forsterkning og kritisk periodetid? Kritisk forsterkning, Kk = rundt 5.3 Kritisk periodetid, Tk =16.0 Oppgave 4b Kopier diagramvinduet over i Word-dokumentet. Husk på å notere tid pr. rute. Tid pr. rute er 5 sek Det er viktig å se på grafen, og forsikre seg om at ventilen ikke går i topp og/eller bunn. I så fall må man nok redusere forsterkningen. Oppgave 4c Regulatoren skal brukes som en PID-regulator. Finn fram til et forslag for P-forsterkinga, Kp integrasjonstida, Ti og derivasjonstida, Td basert på Ziegler og Nichols håndregler. Fra side 46 i boka, P-forsterkning Kp 0.65* Kk = 0.65*5.3 = 3.45 Integrasjonstida Ti 0.5* Tk =0.5*16 = 8 Derivasjonstid Td 0.12* Tk = 0.12*16 = 1.92 Tallet 0.65 vet jeg ikke hvor kommer fra. I andre lærebøker står det 0.6, og Z-N selv foreslår originalt «mellom 0.6 og 1». Dette er imidlertid ikke så viktig i dette tilfellet. Oppgave 4d Hvilken type innsvingningsforløp får du? Se side 26 i boka. Innsvingningsforløpet er av typen «minimum forstyrrelse». Innsvingning etter 2 halvperioder.

5 Tank 4 øving 1 Oppgave 4e Stopp plotteren i rett øyeblikk, zoom inn og kopier innsvingningsforløpet over i besvarelsen. Pass på å notere tid pr. rute i diagrammet. Tid per rute: 5s Oppgave 4f Hvor stort er det dynamiske avviket, og hvor lang tid tar det før nivået blir værende mellom ca. 59 og 61 uten å gå utafor igjen? Det tar ca. 27 sekunder før nivået har stabilisert seg mellom 59 og 61. Det dynamiske avviket er ca. 8 i amplitude. Oppgave 4g Kopier den beste etterjusteringa over i word-dokumentet og sett på dynamisk avvik og innstillingstid, pluss de nye verdiene for Kp, Ti og Td. Ved innstillingene Kp = 3.4, Ti = 11 og Td = 1.9 Dynamisk avvik er 6 Innsvingningstid ca. 20 sek 5. Autotuning. Oppgave 5a Stopp tegning av kurver med Kurvestopp. Se på diagrammet. Kopier diagrammet over i worddokumentet. Hva gjorde regulatoren mens autotuninga var aktivert? Regulatoren åpnet og lukket ventilen maksimalt med jevne mellomrom slik at den fikk stående svingninger. Med dette henter den ut Kk og Tk og regner ut innstillingsverdiene etter Ziegler Nichols metode, akkurat slik som det ble gjort manuelt i oppgave 4.

6 Tank 4 øving 1 Oppgave 5b Gå inn på P, I og D i regulatoren og finn verdiene på Kp, Ti og Td som ble resultatet av autotuninga. Resultatet fra autotuningen: Kp =3.42, Ti =8 og Td =1.92. Oppgave 5c Hvordan er verdiene fra autotuninga i forhold til verdiene du fant med Ziegler-Nichols metode? Avhengig av hvor nøyaktig man har vært vil resultatet bli relativt likt. Oppgave 5d Hvilken type innsvingningsforløp får du? Hvor stort er det dynamiske avviket og hvor lang tid tar det før nivået holder seg mellom 59 og 61 uten å gå utafor igjen? Se side 26 i boka. Innsvingningsforløpet er av typen «minimum forstyrrelse». Innsvingning etter 2 halvperioder. Oppgave 5e Zoom inn og kopier innsvingningsforløpet over i word-dokumentet. Oppgave 5f Sammenlikn innsvingningsforløpene med regulatorinnstillingene direkte fra Ziegler-Nichols metode og fra autotuninga. Hvilken av disse er best uten etterjustering? Begrunn svaret. Siden begge er basert på samme prinsipp vil de bli omtrent like gode.