Badanie układu regulacji z regulatorem rozmytym
Contents
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest porównanie klasycznego ukadu regulacji (z regulatorem PID) z rozmytym układem regulacji - wyposażonym w rozmyty regulator PD
Obiekt regulacji
Obiektem regulacji suwnica z chwytakiem zawieszonym na łańcuchu. Wielkością regulowaną jest końcówka chwytaka y(t). Wielkośią sterującą jest siła przyłożona do wóżnka suwnicy f(t). Lina chwytaka jest modelowana jako łańcuch złożony jednakowych ogniw, masa końcówki jest pominięta. Model jest poprawny dla "małych" wychyleń co można zaobserwować gdy układ się wzbudza lub staje się niestabilny.
Łańcuch ma 13 ogniw, pojedyncze ogniwo łańcucha jest modelowane jako prosty element sprężysto-tłumiący o transmitancji:
...
Cała transmitancja ma postać:
...
Odpowiedź skokowa - jak można zaobserwoawać jest to w dużym przybliżeniu obiekt całkujący z opóżnieniem
Charakterystyka Nyquist'a
Charakterystyka Bode'go
Przygotowanie eksperymentu
Przed rozposzęciem pracy w symulinku należy uruchomić skrypt: sterowanieRozmyte.m. Skrypt ten definiuje wymagane transmitancje i parametry. Ponadto uruchamia onkno symulacji w którym można posterować obiektem. Następnie można uruchomic skrypt suwnicaSymulator.m aby samodzielnie zapoznac sie z dynamika obiektu. Obiekt suwnica należy wykorzystać we własnym układzie regulacji.
Zadania
1. Napisać funkcję realizującą rozmyty sterownik Mamdaniego z dwoma wejściami, jednym wyjściem, oraz możliwymi do ustawienia: liczbą i położeniami funkcji przynależności oraz bazą reguł. 2. Porównać działanie układu z klasycznym (wyposażonym w regulator PD) układem regulacji (obudować sterownik S-funkcją, zbudować w Simulink'u układ regulacji, obrac parametry regulatora rozmytego (PD) tak aby uzyskać odpowiednią jakość regulacji).
W sprawozdaniu należy zamieścić
- Strukture analizowanego układu w wersji z regulatorem PD i z regulatorem rozmytym PD (rysunki z simulink);
- Tabele doboru parametrów regulatora rozmytego [parametry regulatora (przykładowo położenia wyjściowych funkcji przynależności), czas regulacji, przeregulowanie];
- Tabele doboru parametrów regulatora PD [parametry regulatora (nastawy regulatora), czas regulacji, przeregulowanie];
- Opis wybranego regulatora rozmytego: wykresy i parametry wejściowych funkcji; przynależności, wykresy i parametry wyjściowych funkcji; przynależności, bazę reguł, podać jakie zastosowano operatory rozmyte oraz metodę defuzyfikacji;
- Wykreślic powierzchnię regulatora (wykres funkcji y=mamdani(e,ed));
- Odpowiedź układu regulacji rozmytej na skok jednostkowy;
- Odpowiedź klasycznego układu regulacji PD na skok jednostkowy;
- Analizę i wnioski.