REGULATORI

Predmet: Auto atsko vođe je pro esa

Izradio: Mila Strahi ić, ET1

Mentor: Mato Filaković, dipl. i g.

Regulator

• član regulacijskog kruga koji djeluje na signal razlike iz

komparatora tako da se postigne zadovoljavajuće

po aša je izlaz e veliči e objekta regulacije

• informacijski dio automatskog sustava i ajvaž iji

pred et proučava ja u auto ati i

Podjela regulatora

S obzirom na opskrbu energijom:

• Autonomni regulatori

• Neautonomni regulatori

S obzirom na vrstu signala:

• Kontinuirani regulatori

• Diskretni regulatori

Autonomni regulatori

• ne aju po oć i izvor e ergije, već troše e ergiju regulira e veliči e

• Pri jer: regulatori razi e tekući e s plovko vodokotlić

• Regulator razi e tekući e s plovko uzi a e ergiju preko uzgo a iz vodovod e reže gdje je voda pod tlako od nekoliko bara, a izvor je u vodospremnicima s gravitacijskim

pado . Ta o je voda dovede a tlač i jevovodo , a energija je iz crpnih postaja koje pogone elektromotori.

Neautonomni regulatori

• imaju ajširu pri je u

• energetski ih apaja po oć i izvor e ergije

• izved a ože iti: električ a, p eu atička, hidraulička

• ajvaž ije su električ e izved e regulatora

• p eu atički uređaji se dosta koriste u ke ijskoj i dustriji zbog eksplozivne i zapaljive sredine

Kontinuirani regulatori

• rade s neprekinutim vremenskim funkcijama napona, struje,

tlaka, zraka…

• područje analogne tehnike

• ajvaž ije su elektro ičke izved e s opera ijski pojačali a

• od 1 . do 1 . to su ili ajvaž iji regulatori

• u suvremenoj tehnologiji analogna se rješe ja sve rjeđe koriste

Diskretni regulatori

• rade s isprekidanim (izlomljenim) vremenskim funkcijama pa

se još azivaju diskontinuiranim ili nekontinuiranim

regulatorima

• danas su ajvaž iji digital i elektro ički regulatori u μP izvedbi

• u suvre e oj auto ati i kada kaže o regulator, redovito mislimo na μR, često u jed očip oj izvedbi

Regulatori s kontinuiranim djelovanjem

• a te elju proučava ja os ov ih vrsta po aša ja, razvije e su razne vrste kontinuiranih regulatora: P, I, PI, PD i PID

• D-regulator i DI-regulator se ne koriste

• najvaž iji su PI, PID i P-regulatori, a manje se koriste I i PD

P-regulatori

• P-regulatori su kontinuirani regulatori s proporcionalnim

djelovanjem

• primjenjuju se za regulaciju najjednostavnijih sustava 1. reda

bez mrtvog vremena

• postoje električ e, hidrauličke i p eu atičke izved e

Statička karakteristika P-regulatora

• agi statičke karakteristike određuje osjetljivost regulatora, od os o koefi ije t pojača ja Kp

• Kod alog pojača ja regulatora je mali nagib karakteristike, a

tada su potrebne velike pro je e ulaz e veliči e.

Grafički prikaz di a ike P-regulatora

She a i vertirajućeg pojačala koje radi kao P-regulator

y = -Kp ∙ x

I-regulatori

• su jedinice s integracijskim djelovanjem

• djeluju tako da uklanjaju regulacijsko odstupanje u ustaljenom

stanju

• djeluju sporo i brzina odziva im ovisi o iznosu regulacijskog

odstupanja

Grafički prikaz di a ike I-regulatora

Shema I-regulatora izvedenog s operacijskim

pojačalo

PI-regulatori

• P-regulator djeluje brzo, ali stvara regulacijsko odstupanje. I-

regulator djeluje sporo, ali uklanja regulacijsko odstupanje.

• za kvalitetnu regulaciju nisu pogodni samostalni P ili I-

regulatori, već se pri je juju PI-regulatori (proporcionalno

integracijski regulatori)

Primjena PI-regulatora

• P-komponenta je dobra za prijelaznu pojavu, a I-komponenta

za ustaljeno stanje

• PI-regulatori su prikladni i za automatske sustave s mrtvim

vremenom

• imaju veliku toč ost i rzi u odziva

• oni su ajčešća vrsta regulatora u reguliranim EM pogonima za

regulaciju brzine vrtnje i struje

Grafički prikaz di a ike PI-regulatora

Shema izvedbe PI-regulatora s operacijskim

pojačalo

TI = integracijska vremenska konstanta PI –regulatora, a to je vrijeme

potrebno da I-djelovanje dostigne isti iznos kao P-djelovanje

y = Kp + (Kp/TI) ∙ t

PD-regulatori

• su proporcionalno-derivacijski regulatori

• mogu se razmatrati kao paralelni spoj proporcionalnog i

deriva ijskog čla a u regulatoru

• os ov a i je z ačajka da vrijed ost izlaz e veliči e e ovisi samo o iznosu signala razlike (odnosno regulacijskog

odstupa ja , već i o brzini promjene signala razlike

• zato im je u početku prijelaz e pojave iz os izlaz e veliči e ajveći, a u ustaljenom stanju je djelatna samo proporcionalna

komponenta

• derivacijska komponenta radi u skladu s tendencijom

pro je e ulaz e veliči e, a proporcionalna komponenta ima

konstantan iznos Kp

• kod PD-reguliranja je visoka toč ost za vrije e prijelaz e pojave (suprotno PI)

Grafički prikaz di a ike PD-regulatora

She a elektro ičke izved e PD-regulatora

• deriva ijska vre e ska ko sta ta se određuje po oću promjenjivog otpornika R3

PID-regulatori

• su proporcionalno integracijsko derivacijski regulatori

• ujedinjuju prednosti sva tri os ov a čla a

• ako se dobro namjeste koeficijenti, PID-regulatori služe za regulaciju bilo kakvih sustava, npr. sustava s mrtvim

vre e o , s više skladišta e ergije, sa strogi regula ijski zahtjevi a…

• P, I i D komponente su spojene paralelno i djeluju neovisno

• P-čla daje veliku brzinu odziva i stal o pojača je

• D-čla povećava rzi u odziva i sprječava veliko regulacijsko

odstupanje

• I-čla daje toč ost, jer potpu o ukla ja grešku u ustalje o stanju

Grafički prikaz di a ike PID-regulatora

She a jed e od elektro ičkih izved i PID-regulatora

YPID = yP + yI + yD

Izvori

• Velibor Ravlić: Auto atika za elektroteh ičke škole

• Nedjeljko Perić: Automatsko upravljanje (predavanja)

• Nikola Šer a : Dinamika i regulacija procesa

• Nikola Mišković: Regulatori