Automatisierungstechnik Übungsaufgaben

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Übung <strong>Automatisierungstechnik</strong> Prof. Dr. T.Skrotzki Aufgabe 15: P-Regler für ein elektrisch beheiztes Wasserbad Die Temperatur eines elektrisch beheizten Wasserbades soll mittels eines P-Reglers auf N = 60C konstant geregelt werden. Dies soll bei Umgebungstemperaturen zwischen 0C U 40C der Fall sein. Für die Regelstrecke wurde die dargestellte statische Kennlinie mit der Temperatur als Regelgröße und dem Heizstrom I als Stellgröße bei U = 20C messtechnisch ermittelt. Die Kennlinien bei anderen Umgebungstemperaturen können gewonnen werden, wenn die dargestellte Kennlinie auf den entsprechenden Wert der Umgebungstemperatur vertikal verschoben wird. Aufgabe Ermitteln Sie mit Hilfe der Kennlinien die bleibenden Regelabweichungen, die sich bei den Umgebungstemperaturen U = 0C, 20C ,40C einstellen. Dabei soll der Parameter des Reglers so gewählt werden, dass er bei einer Regelabweichung von 40C den maximalen Heizstrom I = 2,0 A vorgibt. 20.03.13 20
Übung <strong>Automatisierungstechnik</strong> Prof. Dr. T.Skrotzki Aufgabe 16: Statische Kennlinie einer Temperaturregelstrecke Bei einer Temperaturregelstrecke wird die Temperatur durch die Spannung U einer Heizwendel eingestellt. Für verschiedene Spannungswerte wurden im stationären Zustand folgende Temperaturen messtechnisch ermittelt: U [V] [C] U [V] [C] 0 20 14 82 2 22 16 97 4 26 18 112 6 34 20 128 8 44 22 145 10 55 24 160 12 68 a) Zeichnen Sie die statische Kennlinie in das beiliegende Diagramm 1 und ermitteln Sie im Temperaturbereich 30 160 den minimalen und den maximalen Proportionalbeiwert K PS . b) Die Auslegung der Reglerparameter hängt vom Proportionalbeiwert K PS der Regelstrecke ab. Welches K PS ist bei der Reglerauslegung zugrunde zu legen, wenn die Temperatur im geschlossenen Regelkreis fest auf Soll = 100 geregelt werden soll. c) Die Regelstrecke wird mit einem P-Regler bei Soll = 100C betrieben. Sein Proportionalbeiwert K PR wird so gewählt, dass bei einer Regelabweichung = 40C die maximale Spannung vorgegeben werden soll. Wie groß ist K PR und der Proportionalbereich X P Zeichnen Sie die statische Reglerkennlinie in das beiliegende Diagramm 2 ein. d) Übertragen Sie die statische Reglerkennlinie in das Diagramm 1 und ermitteln Sie die bleibende Regelabweichung b im gewünschten Arbeitspunkt e) Wie groß muss K PR gewählt werden, damit eine bleibende Regelabweichung von b = 10C auftritt Geben Sie die Werte für K PR aus c) und d) in normierter Form (auf Maximalwerte normiert) an. 20.03.13 21
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