fisa identif elwe

8/17/2019 Fisa Identif ELWE

1/6

Identificarea ex perimentală a platformei ELWE 1

Identificarea experimentală a platformei Suflanta ELWE

Fișă de laborator

Mod de lucru: În cele ce urmează, se va efectua identificarea experimentală a

platformei de laborator ELWE ce poate fi aproximată cu un sistem de ordinul I.Observație: Se vor urmări cu atenție toți pașii prezentați în fișă, atât cei necesaripornirii și opririi instalației precum și cei specifici lucrării didactice.

Instalaţia ELWE este o platformă didactică destinată studiului unui proces tehnologic încare se urmăreşte menţinerea constantă a presunii unui volum de aer în condiţiilemodificării în trepte a referinţei şi/sau a prezenţei unor perturbaţii obţinute prin variereadebitului de aer. Structura implementează un sistem numeric de reglare automată amărimilor din proces.

Instalația are următoarea structură:

1.Pornirea instalației

-Se alimentează și se pornește calculatorul. Nu se alimentează suflanta la acest pas!

-Se setează cele două potențiometre de pe panoul frontal al suflantei pe poziția off ca înimaginea următoare:

Poziția potențiometrelor de pe panoul suflantei

-De asemenea se poziționează clapeta de admisie a aerului pe poziția total deschis(indicatorul în poziție verticală) ca în imaginea următoare:

Pozi ț ia clapetei de admisie a aerului

-Se alimentează instalația și se comută butonul din partea dreaptă a acesteia pe poziția1 ca în imaginea următoare:


2/6


Pozi ț ia comutatorului de alimentare al suflantei

-După inițializarea suflantei pe ecranul acesteia ar trebui să fie afișate următoareleinformații:

Ecranul suflantei

-Se continuă prin apăsarea butonului de culoare neagră ENTER de pe panoul frontal

Observație: Pentru a nu afecta experimentul, suflanta nu trebuie atinsă sau mișcată. Deasemenea nu se va obtura calea de evacuare a aerului mai ales prin poziționareastudenților în fața acesteia sau prin utilizarea mâinii.

-Se deschide de pe Desktop aplicația LTR701W32.

Observații privind procedura de identificare experimentală:

-Domeniul admisibil al comenzii [umin ÷ umax ] este [20% ÷ 70%].-Atenţie! Pozitionarea clapetei de admisie a aerului in suflanta in pozitie inchisva duce la functionarea necorespunzatoare a suflantei si defectarea acesteia.

2.Trasarea caracteristicii statice:

-Din meniul Run al aplicației LTR701W32 se selectează Open Loop Control.

-Comanda se setează cu ajutorul tastaturii (buton stanga / dreapta) selectând cu mouse-ul indicatorul Fan.

Setarea comenzii pentru suflantă

-Se setează comanda (Fan) la valoarea umin=20% şi se aşteaptă atingerea regimuluistaţionar urmărind evoluţia ieşirii y (PRESSURE); se notează valoarea obţinută y min.

Valoarea presiunii din cilindrul suflantei


3/6


-Se incrementează comanda u în domeniul admisibil [umin ÷ umax ]=[20% ÷ 70%] cu unpas de 5%. Pentru fiecare valoare se aşteaptă atingerea regimului staţionar şi se noteazăieşirea y.

-Se completează următorul tabel (marcând valorile exacte din fereastra aplicației șiunitățile de măsură):

u

y

-Se deschide aplicația Matlab pe unul dintre calculatoarele pentru simulari(calculatoarele desemnate de personalul didactic din centrul laboratorului).

-Se introduc aceste valori în doi vectori (u și y).

-Se trasează grafic caracteristica statică

>> plot(u,y,'*')

-Se reprezintă aproximativ acest grafic (marcând corespunzător etichetele pe axe șiunitățile de măsură)

3.Identificarea porţiunii liniare din caracteristica statică şi alegerea unui PSF:

-Se aproximează liniar caracteristica statică cu ajutorul comenzii Matlab:

>> p=polyfit(u,y,grad)

unde grad = 1 deoarece aproximarea este liniară.

-Se reprezintă grafic caracteristica statică şi aproximarea liniară efectuată pe același

grafic:>> plot(u,y,'*',u,polyval(p,u))

-Se reprezintă aproximativ acest grafic în spațiul de mai sus.

-În cazul în care există puncte măsurate puternic deviate față de aproximarea liniară,acestea se elimină și se reface aproximarea liniară (calculul polinomului p)

-Se aleg valorile comenzii [u1÷u2] și ale ieșirii [y 1÷y 2] ce delimitează zona liniară în carecele două caracteristici (cea măsurată și cea aproximată) au suprapunerea cea mai bună.

-Se notează aceste valori (u1, u2, y1, y2) marcând unitățile de măsură.

-Se alege un PSF în interiorul acestui interval. Se recomandă alegerea PSF-uluiaproximativ la mijlocul intervalului.

-Se notează coordonatele PSF marcând unitățile de măsură:

- PSF(uPSF, yPSF)

-Se alege o treaptă de comandă [u0 ÷ ust ] ce se va aplica la intrarea procesului fizicpentru trasarea caracteristicii dinamice la pasul următor. Treapta de comandă se alege îninteriorul intervalului de liniaritate stabilit anterior, evitându-se valorile din capeteleacestuia.

Observație: Scopul identificării experimentale este de a obține un model matematic cât

mai apropiat de comportamentul procesului fizic, în jurul unui punct static defuncționare. Din această cauză treapta de comandă folosită pentru trasarea caracteristicii


4/6


dinamice se alege în jurul PSF (de preferat la distante egale de acesta).

Observație: Se recomandă alegerea unei trepte de comandă de amplitudine cuprinsă între 10% - 20%.

-Se notează aceste valori (u0, ust) marcând unitățile de măsură.

Observaţie: Deşi răspunsul indicial al unui sistem reprezintă dependenţa ieşirii acestuiade timp în cazul în care la intrare se aplică o treaptă unitară, este imposibil ca la intrareasistemelor fizice să se aplice trepte de comandă de la valoarea 0 la valoarea 1. De obicei,comenzile sunt transmise către procese în intervalul 0÷100%, valoarea de 0%reprezentând starea Oprit a acestuia, iar valoarea 1% având o granularitatea prea micăpentru ca la ieşire să se observe cu acurateţe o modificare a mărimii măsurate. Deexemplu, în cazul unui proces de tip suflantă, la ieşirea căruia se citeşte temperatura,transmiterea de 0V către instalaţie presupune oprirea completă a rezistenţei termice cerealizează încălzirea. De aceea, se va alege o treaptă de comandă la intrarea s istemului

în aşa fel încât aceasta să fie logică şi validă dpdv fizic.

4. Trasarea caracteristicii dinamice:

- Cu ajutoru tastaturii se setează comanda (Fan) la valoarea u0 aleasă şi se aşteaptăatingerea regimului staţionar urmărind evoluţia ieşirii y (PRESSURE).

-Se configurează achiziția de date cu ajutorul următorilor pași:

Se selectează Run > Measuring Total time (s): 40 Trigger Value: [valoarea aleasă pentru u0] + 0.1 Trigger Slope: positive Trigger Channel: fan[%] Se apasă butonul OK

-Se aplică treapta de comandă astfel:

Se selectează Run > Adjust Set Point În secțiunea Control signal for fan actuator Offset: [valoarea aleasă pentru ust ] Amplitude și Period ramân nemodificate Se apasă butonul OK

-Se așteaptă finalizarea achiziției de date:

Finalizarea achiziției de date

-Se setează comanda la valoarea de 0%.

-Se vizualizează datele achiziționate:

View > Plot Recorded Data > Setpoints and sensor values > OK

-Este afișată următoarea fereastră:


5/6


Fereastra cu datele achizi ț ionate

-Se elimină din grafic semnalele care nu vor fi folosite păstrându-se doar Set Point Fan șiPressure:

Se apasă click-drepata pe numele semnalului din partea de sus a ferestrei

În fereastra nou apărută se debif ează Visible și se apasă butonul OK

-Pentru cele două semnale rămase se alege un mod de afișare mai lizibil:

Se apasă click-drepata pe numele semnalului din partea de sus a ferestrei

Linestyle și Mark Type se aleg tipurile de linie/marcaj preferate

Se apasă butonul OK

-Se reprezintă grafic aproximativ caracteristica dinamică (marcând corespunzătoretichetele pe axe și unitățile de măsură).

Observație: Factorul de amplificare K P este adimensional. În cazul nostru intrarea (Set

Point Fan) este exprimată în procente iar ieșirea (Pressure) în N/m

2

. Din această cauzăeste necesară conversia valorilor ieșirii în procente. Știind că domeniul de intrare altraductorului de presiune este [pressmin ÷ pressmax] = [0 N/m

2 ÷ 1000 N/m2],transformarea ieșirii în procente se realizează cu ajutorul f ormulei (obținută prin regulade trei simplă):

4. Determinarea parametrilor modelului:

-Se calculează factorul de amplificare K P cu ajutorul formulei:

unde y0 și yst sunt transformate în procente.

Observație: Pentru a determina cu precizie valori de pe grafic acesta se poate mări prinselectarea unei zone cu ajutorul mouse-ului. Pentru a reveni la mărimea inițială se apasăbutonul click-dreapta urmat de butonul OK.

-Se notează această valoare marcând unitățile de măsură.

-Se determină valoarea timpului mort din caracteristica dinamică a procesului.


6/6


Timpul mort reprezintă intervalul de timp de la momentul aplicării treptei de comandăpână la momentul în care sistemul începe să răspundă (ieșirea începe să crească).


-Se determină valoarea timpului tranzitoriu (tt) din caracteristica dinamică a procesului.

Timpul tranzitoriu reprezintă intervalul de timp de la momentul în care se aplicătreapta de comandă la intrarea sistemului până la momentul în care ieșirea intră și numai părăsește o bandă de ±2% sau ±5% din valoarea de staționar y st raportată lavaloarea inițială a ieșirii y 0.

Observație: Pentru o bandă de ±5%, valoarea ieşirii la momentul de timp t t este deforma:

sau

-Se calculează din t t constanta de timp a procesului (TP) astfel: pentru cazul în care se consideră o bandă de ±2% : pentru cazul în care se consideră o bandă de ±5% :


-Reprezentarea grafică a timpului mort și a timpului tranzitoriu se regăsesc înurmătoarea figură:

Reprezentarea grafică a timpului mort și a timpului tranzitoriu

-Se scrie expresia funcției de transfer a procesului de ordinul I cu valorile obținute aleparametrilor în forma:

-Se oprește aplicația LTR701W32:

File > Exit Program > OK

-Se notează concluzii și observații.

fisa identif elwe

Documents