Otomatik Sıcaklık Kontrolü Otomatik Sıcaklık Kontrolü

Transkript

1 Otomatik Sıcaklık Kontrolü Otomatik Sıcaklık Kontrolü Bir çok pratik sistemde sıcaklığın belli bir değerde sabit tutulması gerekir. Oda sıcaklığı kontrolü, kimyasal reaksiyonlar ve standart ürün alınması gibi sıcaklığın kontrol edildiği üretim tesisleri mevcuttur. Bu sistemler için otomatik sıcaklık kontrolör tasarlanabilir. Sıcaklığı kontrol edilen sistemin parametreleri Sistem parametreleri Ks, Tu, ve Tg hesaplanacaktır. Bunun için sistem girişine birim basamak sinyali uygulanır. Bu parametreler kontrolör tasarım paneline girilerek istenen kontrolör tasarlanır. Burada Ks=0.83, Tu=5 s, Tg=75 s olarak bulmanız gerekir. Bu parametreleri kendi bulduğunuz grafik üzerine gösteriniz. PI kontrolör tasarlanması Bulduğumuz sistem parametrelerinden aşımlı olarak bu sistemi kontrol edebilecek kontrol parametreleri Chien, Hrones, ve Reswick yönergesi kullanılarak bulunabileceği daha önceden belirtilmişti. Ancak Com3Lap kontrolör tasarım paneli kullanılarak bu parametreleri bulmak daha pratiktir. Bulduğunuz değerleri yandaki kutulara giriniz. Bulduğunuz sonuçları Chien,Hrones, ve Reswick formülleri ile karşılaştırın. Yaklaşık olarak Kp=10 ve Tn=75 s bulunur.

2 Kontrol çevriminin referans değişim cevabı Bu deneyde tasarladığımız dijital PI kontrolör ile kontrol edilen sistem çıkışının referans sinyal değişimini takip ederken istenilen kriterlere ne kadar uyduğu incelenecektir. Yandaki figürden de görüldüğü gibi sistem çıkışı belli bir aşım yaparak 6 V değerine yerleşmiştir. Bu aşım değerini bulunuz. Kontrol çevriminin disturbans cevabı Bu deneyde disturbans cevabı incelenecektir. Yandaki devreyi bir önceki devre bağlantısını bozmadan kurunuz. Burada fan ısınmış olan darlington transistörlerine soğutma yönünde bir bozucu etki yapacaktır. Sistemin kendini nasıl bir şekilde kompanze ettiğine dikkat ediniz. Disturbans şiddetini Xt=0,5 ve 10V iken gözlemleyiniz. (xt=6 V olmalı) 1 Görüldüğü gibi sistem çıkışı (Xt) disturbans etkisinde referans değerinden biraz daha düşük bir değerde kalmıştır (5.75 V civarı). Bunun nedeni Tn değerinin yüksek olmasıdır. Biz deneyimizi Tn i düşürerek tekrarlayalım. 2 Tn nin düşürülmesi ile integral elemanın etkisinin daha fazla olduğu bir kontrolör elde edildi ve kontrolör çıkışı y(t) maksimum değer 10 V ile sınırlandı (kontrolör tüm güçle çalışıyor.). Dolayısıyla sistem çıkışı x(t) 6 V a daha yakın bir değere 5.85 V yükseldi.

3

4 Otomatik Hız Kontrolü Otomatik Hız Kontrolü Buhar motorunun otomatik hız kontrolü James Watt tarafından ilk 1769 yılında yapılmıştır. Bugün otomatik hız kontrolü bir çok alanda yapılmaktadır. CD çalar, deliciler, mutfak eşyalarında dahi bir hız kontrolü mevcuttur. Hız Kontrol Sistemi Com3Lab da Ys soketi ile sürülen bir işlemci fanı bulunmaktadır. Optoelektronik bir sensör hız bilgisini DC gelirim bilgisine çevirmektedir. Bu çevrim sonucu Xs soketinden izlenebilir. Piezo-elektrik hoparlörden ses ile motorun dönüş hızı hakkında bilgi sahibi olabiliriz. Motor çalışırken gelen sesin şiddeti motor hızı ile artar. Kontrol edilen sistemin analizi Bu deneyde hız kontrol sisteminin (işlemci fanı) sistem parametreleri bulunacaktır. Yandaki devrenin birim basamak yanıtına bakarak Ks, Tu,ve Tg parametrelerini bulunuz. Bulduğunuz sonuçlar Ks=1.1,Tu=0.1 s ve Tg=1.3 s olduğunu elde ettiğini grafik üzerinde gösteriniz. Kontrolör Tasarımı Elde ettiğimiz sistemine parametrelerine göre birim basamak cevabı aşımlı bir PID kontrolör tasarlayınız. Kp, Tn, ve Tv değerlerini kontrolör tasarlama arayüzünü kullanarak elde ediniz.

5 Elde ettiğiniz değerler yanda görüldüğü gibi olmalıdır. Kapalı Çevrim Kontrol Yandaki devrede dijital kontrol parametrelerini değiştirerek birim basamak cevaplarını en az dört farklı konfigürasyon için inceleyiniz. Yüksek Kp değerinden kolayı kontrol işaretinde (yt) ciddi dalgalanmalar görülmektedir. Bu da kontrolörün +10 ve -10 limit değerlerin çıktığını gösterir. Bu çok sakıncalı bir durumdur ve sisteminizdeki bazı elemanlara zarar verebilir. Bu durumdan kurtulmak için Kp değeri düşürülmelidir. Düşük Kp değerleri için aynı deneyi tekrarlayın ve grafiklerini raporunuza ekleyin. Parametreleri değiştirdikten sonra yandaki gibi daha kararlı, kontrolör çıkışlarında fazla dalgalanma olmayan, ve limitleri aşmayan bir kontrolör tasarlanabilir. Bunun için kontrol parametreleri ile oynamak gerekir.