MULTIVARIABEL REGULERING MED ENKELTSLØYFEREGULERING OG MED LINEÆR DEKOPLING

• Bilde av simulatorens frontpanel
• Hva trengs for å kunne kjøre simulatoren? Les for å få siste informasjon!
• Tips for bruk av simulatoren
• Simulatoren: multivar_regsyst.exe (klikk for å laste ned). Simulatoren kjører umiddelbart etter nedlasting ved å trykke Åpne i nedlastingsvinduet. Alternativt kan du først lagre en kopi av exe-filen på en selvvalgt katalog på PC'en og deretter kjøre exe-filen, hvilket starter simulatoren.

Beskrivelse av det simulerte system

I denne simulatoren simuleres et 2x2-multivariabelt system med en modell som består av 4 transferfunksjoner i hver av de 4 koplingene mellom de 2 pådragene og de 2 utgangene. Hver av transferfunksjonene er på formen "1. ordens system i serie med en tidsforsinkelse", slik:

y_i(s)/u_j(s) = H_ij(s) = K_ij(e^-t_ijs)/[(T_ijs + 1)]

Mål

Målene med denne simulatoren er å få en forståelse av dynamikken i en multivariabel prosess, å få erfaring med regulatorinnstilling, og å observere fordelene med å bruke dekopling.

Motivasjon

Multivariable prosesser kan være vanskelige å regulere på grunn av krysskoplinger i prosessen, som medfører at reguleringssløyfene innvirker på hverandre. En bør da følge bestemte prosedyrer for PID-regulatorinnstillingen. Bruk av en dekopler mellom PID-regulatorene og prosessen kan gi bedre regulering. Lineære dekoplere er tilgjenglige i enkelte kommersielle styringssystemer.

Oppgaver

1. Valg av prosess:
   1. Velg selv transferfunksjonene, men sørg for at prosessen er uten krysskoplinger. Du kan f.eks. sette de forsterkningene som ikke skasl være null, lik 1, og la tidskonstatene være 1 og tidsforsinkelsene være 0,5.
   2. Verifiser prosessdynamikken (uttrykt ved de enkelte transferfunksjonene) ved å kjøre noen enkle sprangresponstester (med regualtorene i manuell modus). Påvis at det ikke er krysskoplinger i prosessen.

    

2. Regulering av prosess uten krysskoplinger:
   1. Still inn PID-regulatorene.
   2. Påvis ved simulering at det ikke er kopling mellom reguleringssløyfene.

    

3. Enkeltsløyferegulering av prosess med krysskoplinger:
   1. Sørg for at prosessen har krysskoplinger (i begge retninger). Velg f.eks. K12 = K21 = 0,5, og la tidsforsinkelsene være 0,5 og tidskonstantene 1. Verifiser med simulering av det er krysskoplinger i prosessen.
   2. Behold PID-parameterverdiene fra oppgave 1.
      1. Påvis ved simulering at det er kopling mellom reguleringssløyfene.
      2. Hva skjer med reguleringssystemets stabilitet dersom krysskoplingene blir sterkere (du kan øke forsterkningen i de aktuelle transferfunksjonene)? Juster PID-parametrene slik at stabiliteten igjen blir akseptabel.
      3. Still inn PID-regulatorene ihht. følgende prosedyre:

         (1) Still inn regulatorene etter tur med regulatorene i de andre sløyfene i manuell modus. (2): Lukk alle reguleringssløyfene (regulatorene settes i auto). (3) Hvis det er stabilitetproblemer: Reduser forsterkningene og/eller øk integraltidene i de minst viktige sløyfene.

    

4. Regulering basert på dekopling:

   Behold prosessparameterverdiene fra deloppgave 3.

   1. Finn en dekopler for prosessen. Påvis med simulering at dekoplingen virker (kjør sprangresponstester på prosessen, med regulatorene i manuell modus).
   2. Still inn PID-regulatorene for prosess med dekopler. Påvis med simulering av reguleringssløyfene er dekoplet. (Obs: Kanskje du observerer stasjonært reguleringsavvik selv om det er integralvirkning i regulatoren. Avviket skyldes da sannsynligvis at pådraget er i metning i et forsøk på å kompensere for forstyrrelsen som krysskoplingen utgjør.)

[KYBSIM] [TechTeach]

Oppdatert 12.9.04. Utviklet av Finn Haugen. E-postadresse: finn@techteach.no.