Grup No : …

PI DENETLEYİCİ DENEY FÖYÜ

1.GİRİŞ

Kontrol devresi elemanının integral davranışı koruma davranışı veya hafıza olarak da

tanımlanabilir. Örnek olarak; bir fıçıdaki su seviyesi zaman içinde ne kadar su eklenip

çıkarıldığını hatırlar. Her yağmurda fıçıdaki su seviyesi artar.Yağmur sona erdiğinde fıçıdaki

su seviyesi 0’a düşmez. Besleme sürücülerindeki işlem de benzerdir. Motorun son

kademesine giren gerilim atımı taşıyıcıyı belirli bir konuma götürür ve gerilim kaybolduktan

sonra da konum korunur.Son kademeyi kontrol eden kontrollerin kontrol değişkeni olan

konum değerini sabit tutmak için çıkış gerilimini sağlaması gerekmez. Sadece konum ayar

değerinden saptığı sürece değiştirilmiş değişken sağlaması gerekir.

Hız kontrol sistemindeki ilişki ise tamamen farklıdır. Burada değiştirilmiş değişken

aynı zamanda motor son kademesinin giriş gerilimidir ve kontrol değişkeni motor hızıdır.

Sistemin genel oransal davranışı dolayısıyla hız sadece değiştirlmiş değişken sabit olduğu

zaman sabit olur. Değiştirilmiş değişken 0 olduğunda hız da 0’a düşer. Sistemin hafızası

yoktur.

Bu tür kontrol sistemlerinde gerçek değer aynı zamanda ayar değeridir. Yani burada

kontrol farkı bulunmamaktadır. Kontrollerdeki hafıza fonksiyonu sistemin girişindeki

değiştirilmiş değişkenin korunması açısından gereklidir. Bu PI kontroller ile başarılmıştır.

Aşağıdaki şekilde PI kontrollerin sıçrama cevabının nasıl yorumlandığını göstermektedir.

Şekil 1

Oransal eylem faktörü sıçrama anında; KP = Uy / Ui

Oransal hassaslık, giriş geriliminin sıçramasıyla birlikte çıkış geriliminin yüksek

eğimli sıçrama yapmasına sebep olur. Bu nedenle başlangıçta çok hızlı tepki verir. Daha sonra

I elemanından dolayı çıkış gerilimi kalkış hızıyla doğrusal olarak artar.

Kalkış hızı; vI = ΔUy / Δt

İntegral eylem faktörü çıkış geriliminin ne kadar çabuk değişebileceğini belirler.

İntegral eylem faktörü KI = çıkış geriliminin kalkış hızı / giriş gerilimi.

KI = vI / Ui

İntegral eylem faktörü aynı zamanda sıklıkla integral kazancı olarak da adlandırılır.

Daha da büyüdüğünde kontrol çıkış gerilimi daha da hızlı kalkış yapar ve böylece kontroller

daha doğru tepki verir.

KI ve KP’yi biribirine bağlayan değişken ise integral eylem zamanı Tn’dir. PI

kontrollerin, giriş gerilimi sıçradığında P oransal tarafından hemen üretilen gibi I oransal ile

birlikte çıkışta aynı gerilim salınımını yaratmak için integral eylem zamanına ihtiyacı vardır.

Grafiksel değerlendirme Şekil 5.1’de gösterilmiştir. İntegral eylem zamanı aşağıdaki gibi

hesaplanır:

İntegral eylem zamanı: Tn = KP / KI

Kısa integral eylem zamanının PI kontroller için anlamı; integral eylem faktörü oransal

eylem faktörüne göre büyüktür.

2. ÖLÇÜM : PI Denetleyicinin İntegral Eylem Zamanı, İntegral Eylem Faktörü ve

Oransal Eylem Faktörü

Aşağıdaki devreyi sıçrama cevabını ölçmek için kurun. Devre giriş gerilimi Ui, çıkış

gerilimi Uy ve değiştirilmiş değişken gerilimi aynı kutupluğa sahiptir.

Şekil 2

Yapacağınız ölçümlerde aşağıdaki parametreleri kullanın.

Ölçüm No 1 2 3

Ölçüm Süresi tm 50 ms

Sıçrama Ui 2 V

Oransal Hareket Faktörü KP 2 2 5

İntegral Zamanı TI 5 ms 10 ms 10 ms

Tablo 1

Yukarıda belirtilen verilere göre sıçrama cevabını ölçün ve cevap kağıdına osiloskopta

gördüğünüz eğrileri çizin. Bu eğrileri kullanarak parametreleri belirleyin.

3. ÖLÇÜMÜN SONUÇLARI : PI kontrollerin integral eylem zamanı, integral eylem

faktörü oransal eylem faktörü

Ölçüm 1

değiştirilmiş veri Uy 1 : 2 V/div

kontrol farkı Ui: 1 V/div

t : 25 ms/div

Şekil 3

Tablo 2

Ölçüm 2 ve 3

oynanmış veri Uy 3 : 2 V/div

oynanmış veri Uy2 : 1 V/div

t : 25 ms/div

Değerlendirme

Ölçüm No 1 2 3

Oransal Hareket Faktörü KP

İntegral Eylem Faktörü KI

İntegral Eylem Zamanı Tn

Şekil 4

4. Ölçümün Değerlendirilmesi:

Soru 1 : PI kontroller girişteki atıma nasıl karşılık vermektedir? Çıkış geriliminin davranışını

açıklayın.

Soru 2 : PI kontrollerin girişindeki atım 0 olursa, çıkış gerilimi de belli miktar düşer. Bu

düşüm sonucu neler olur?

Soru 3 : Aşağıdaki şekilde kontorllerin girişinde komut değişkeni sıçramasından sonra ortaya

çıkan kontrol farkının atım şeklindeki eğrisi gösterilmektedir. Başta kontrol farkı çok

yüksekken kontroller devreye girmekte ve kontrol farkını 0’a düşürmektedir. KP = 2 iken P

kontrollerin çıkış gerilimini ve PI kontrollerin göreceli büyük integral eylem zamanına göre

çıkış gerilimini çizin.