PI-säätimen viritysmenetelmät ensimmäisen kertaluvun viiveelliselle prosessimallille
Rehtla, Marek (2021)
Kandidaatintyö
2021
School of Energy Systems, Sähkötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe202103319076
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe202103319076
Tiivistelmä
Työn tarkoituksena oli analysoida PI-säätimen viritysmenetelmiä ensimmäisen kertaluvun viiveelliselle prosessimallille. Tarkasteltavina viritysmenetelminä olivat Ziegler-Nichols, Co-hen-Coon, CHR, SIMC, AMIGO sekä kustannuskriteereihin perustuvat viritysmenetelmät, kuten ISE, ISTE ja IST^2E.
Työn tavoitteena oli analysoida suljetun systeemin askel- sekä kuormavasteita eri viritysmenetelmiä käyttäen. Viritysmenetelmistä tehtiin lyhyt kirjallisuuskatsaus, jonka jälkeen PI-säätimiä viritettiin MATLAB-ohjelmalla esimerkkiprosessille. Tämän jälkeen säädetyn systeemin ominaisuuksia analysoitiin.
Tarkastelluista viritysmenetelmistä koottiin taulukko, jossa on esitetty PI-säätimen parametrit sekä säädetyn systeemin askelvastetta kuvaavat hyvyyskriteerit, kuten nousuaika, asettumisaika ja suhteellinen ylitys. Muodostetun taulukon perusteella menetelmiä pystyy vertaamaan yleisellä tasolla. The objective of this thesis was to analyze the tuning methods of a PI controller for a first-order plus dead time process model. The studied tuning methods were Ziegler-Nichols, Cohen-Coon, CHR, SIMG, AMIGO as well as cost-criterion based ones such as ISE, ISTE and IST^2E
The aim of this thesis was to analyze the step and load disturbance responses of the closed system loop using different tuning methods. A literature review of the tuning methods was carried out and after that the PI-control laws were tuned with MATLAB for an example process model. After that the properties of the closed loop was analyzed.
A table was compiled of the methods studied showing the coefficients of the PI controller as well as the goodness criteria of the closed loop step response such as rise time, settling time and relative overshoot. The table can be used to compare the properties of the control laws obtained by different tuning approach.
Työn tavoitteena oli analysoida suljetun systeemin askel- sekä kuormavasteita eri viritysmenetelmiä käyttäen. Viritysmenetelmistä tehtiin lyhyt kirjallisuuskatsaus, jonka jälkeen PI-säätimiä viritettiin MATLAB-ohjelmalla esimerkkiprosessille. Tämän jälkeen säädetyn systeemin ominaisuuksia analysoitiin.
Tarkastelluista viritysmenetelmistä koottiin taulukko, jossa on esitetty PI-säätimen parametrit sekä säädetyn systeemin askelvastetta kuvaavat hyvyyskriteerit, kuten nousuaika, asettumisaika ja suhteellinen ylitys. Muodostetun taulukon perusteella menetelmiä pystyy vertaamaan yleisellä tasolla.
The aim of this thesis was to analyze the step and load disturbance responses of the closed system loop using different tuning methods. A literature review of the tuning methods was carried out and after that the PI-control laws were tuned with MATLAB for an example process model. After that the properties of the closed loop was analyzed.
A table was compiled of the methods studied showing the coefficients of the PI controller as well as the goodness criteria of the closed loop step response such as rise time, settling time and relative overshoot. The table can be used to compare the properties of the control laws obtained by different tuning approach.