LABORATORIUM IDENTYFIKACJI PROCESÓW Dr hab. inŜ. Ewa

LABORATORIUM IDENTYFIKACJI PROCESÓW
Dr hab. inŜ. Ewa Bielińska
Instrukcja do ćwiczenia EB2:
Pułapki i problemy identyfikacji:
Data wykonania ćwiczenia:....................................
Grupa..... sekcja..........
Imie..................Nazwisko.....................................
I. Modelowanie obiektu
1. Zamodelować obiekt dyskretny o transmitancji:
z − k b0
z − k B( z −1 )
K ( z −1 ) =
=
A( z −1 )
1 − a1 z −1
Parametry dyskretnej transmitancji są:
⇒ b0=......, a1=......
⇒ Dyskretny czas martwy, nk=1
⇒ Liczba parametrów w liczniku, nB=1
⇒ Liczba parametrów w mianowniku, nA=1
Narysuj odpowiedź obiektu
Zarejestrować odpowiedź obiektu na skok jednostkowy.
Zakładając, Ŝe okres próbkowania Ti=1 określić z jakim, pierwotnie ciągłym,
obiektem mamy do czynienia. !!
(0.1p)
2. Do wyjścia obiektu dodać zakłócenie zi, o
transmitancji,
−1
K (z ) =
1
1 − a1 z −1
;
−1
z i = K ( z )ei
Zarejestrować odpowiedź zakłóconego obiektu na
skok jednostkowy. Dobrać poziom zakłócenia, p
w ten sposób, aby sygnał uŜyteczny był widoczny.
(0.1p)
Odpowiedź obiektu zakłóconego
II. Identyfikacja obiektu bez sprzęŜenia zwrotnego
1. Stosując IDENTIFICATION TOOLBOX zidentyfikować model ARX obiektu
nie zakłócanego. (0.1p)
Wnioski:
OBIEKT
bo=
a1=
WYNIKI
IDENTYFIKACJI:
βo=
α1=
2. Stosując IDENTIFICATION TOOLBOX zidentyfikować model ARX obiektu
zakłócanego na wyjściu zakłóceniem dobranym w p.I.2. (0.1p)
OBIEKT
bo=
a1=
WYNIKI
IDENTYFIKACJI:
βo=
α1=
Wnioski:
III. Identyfikacja bierna bezpośrednia obiektu ze sprzęŜeniem
zwrotnym:
1. Dołączyć do obiektu ujemne sprzęŜenie zwrotne o wartości k=2. (rys.1)
AR X
Rys. 1 Schemat identyfikacji biernej bezpośredniej
Stosując IDENTIFICATION TOOLBOX zidentyfikować model ARX obiektu
zakłócanego z ujemnym sprzęŜeniem zwrotnym.
Powtórzyć doświadczenie dla ujemnego sprzęŜenia zwrotnego, k=5 . (0.1p)
OBIEKT
nk=1
bo=
a1=
Wnioski:
WYNIKI
IDENTYFIKACJI:
Dla k=2:
βo=
α1=
Dla k=5:
βo=
α1=
2. Powtórzyć doświadczenie z p. 2. dla obiektu o transmitancji :
−1
K (z ) =
z −3b0
1 − a1 z −1
Pamiętać o wprowadzeniu odpowiednich zmian w ARX (0.1p)
OBIEKT
nk=3
bo=
a1=
WYNIKI IDENTYFIKACJI:
Dla k=2:
βo=
α1=
Wnioski:
Dla k=5:
βo=
α1=
Jaki efekt moŜna zaobserwować w stosunku do wyników z p.III.2 . Czym jest
spowodowany? Uzasadnić.
Czy obserwujesz niemal idealne wyniki identyfikacji? Czy moŜna im ufać? Czy dla
realnego obiektu moŜna osiągnąć takie wyniki identyfikacji? Uzasadnić.
IV. Identyfikacja czynna bezpośrednia: (0.3p)
1. Wykonać eksperyment identyfikacji czynnej obiektu z pIII.1., (rys.2)
UWAGA: Czas martwy w obiekcie k=1 !!
s
ARX
Rys. 2 Schemat identyfikacji czynnej bezpośredniej
Dobrać pomocniczy sygnał identyfikujący, s:
⇒ Skorelowany z sygnałem zakłóceń
⇒ Nie skorelowany z sygnałem zakłóceń:
O poziomie, ps równym poziomowi zakłóceń, p
O poziomie, ps znacznie większym od poziomu zakłóceń, p
O poziomie, ps znacznie mniejszym od poziomu zakłóceń, p
OBIEKT WYNIKI IDENTYFIKACJI:
Dla k=2, s --- skorelowany z zakłóceniem;
ps=p;
βo=
α1=
nk=1
bo=
Dla k=2: , s ---nie skorelowany z
a1=
zakłóceniem; ps=p;
βo=
α1=
Dla k=2: , s --- nie skorelowany z
zakłóceniem; ps>>p;
βo=
α1=
Dla k=2: , s --- nie skorelowany z
zakłóceniem; ps<<p;
βo=
α1=
Określić jak zaleŜą wyniki identyfikacji od doboru pomocniczego sygnału
identyfikującego.
Wnioski:
V.
Identyfikacja pośrednia:
a) Na podstawie dwóch zestawów wyników uzyskanych w p.III.1. znając
strukturę obiektu, znaleźć poprawne wartości współczynników modelu
obiektu. Załączyć obliczenia. (1p)
βo=
Obliczenia
α1=
b) Wykonać eksperyment identyfikacji pośredniej obiektu z p.III.1., (rys3).
Dobrać sygnał identyfikujący: np. z generatora impulsów prostokątnych
(0.1p)
u
ARX
Rys. 3 Schemat identyfikacji pośredniej
c) Znając wartość sprzęŜenia zwrotnego i wyniki identyfikacji pośredniej,
znaleźć model identyfikowanego obiektu. (1p)
OBIEKT WYNIKI IDENTYFIKACJI:
Odczytane
Dla k=2,
nk=1
bo=
boo=
a1=
ao1=
Obliczenia i wnioski:
WYNIKI IDENTYFIKACJI:
Przeliczone
βo=
α1=
VI. Warunki identyfikowalności (1p)
Dobrać tak transmitancję regulatora, by dla
obiektu z p.III.1. były spełnione warunki
identyfikowalności i układ pracował stabilnie.
Wykonać bierną bezpośrednią identyfikację
modelu obiektu
ARX
Wnioski:
UWAGA: Za sposób wykonania ćwiczenia dodatkowo (0—1p)