Kontroll Automatik 2009

  • View
    265

  • Download
    49

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Gezim Karapici

Text of Kontroll Automatik 2009

  • PROF. DR. GZIM KARAPICI

    Tiran 2009

  • 2

    1 HYRJE N SISTEMET E KONTROLLIT AUTOMATIK (SKA)

    1.1 Hyrje

    Kontrolli automatik sht mekanizmi baz me ann e t cilit, sistemet qofshin ato mekanike, elektrike apo biologjike, mbajn ekuilibrin e tyre. Nj nga sistemet tipike t kontrollit automatik gjendet tek gjallesat e n veanti tek njeriu. Nj ndryshim i temperaturs s njeriut me gjysm grade n pergjithsi tregon shenja smundjeje. Mbajtja e temperaturn n kufijt normale bhet e mundur nga egzistenca e vetis s brndshme t kontrollit q ka trupi i njeriut.

    Kontrolli automatik mund t perkufizohet si prdorim i diferencs s sinjaleve, e prcaktuar nga krahasimi i vlerave aktuale t variablave t sistemit me ato t dshruarat, si mjete pr kontrollin e sistemit. Nj shembull q haset n jetn e prditshme sht kontrolli i shpejtsis s automobilit, duke prdorur diferencn mdis shpejtsis aktuale dhe asaj t dshruars pr t ndryshuar sasin e lnds djegse. Meqense dalja e sistemit prdoret pr t rregulluar hyrjen e tij, nj sistem i till e merr emrin Sistem kontrolli i mbyllur.

    N kt libr do t tregojm se si t perdorim teorin e kontrollit pr analizn dhe projektimin e sistemeve t kontrollit automatik q perdoren gjrsisht n jetn e prditshme e sidomos n industri.

  • 3

    1.2 Historiku i zhvillimit t automatiks

    Kontrolli automatik sht nj displin inxhinierike e si e till sht i lidhur ngusht me do faz t zhvillimit t njerzimit. Zhvillimet themelore n historin e njerzimit q kan uar n progresin e kontrollit automatik mund t permblidhen si vijon: a) Preokupimi i grekve t lasht dhe arabve pr matjen e sakt t

    kohs. Kjo periudh shtrihet nga vitet 300 para ers son deri n vitet 1200 t ers son.

    b) Revolucioni Industrial n Evrop q filloi n erekun e tret t shekullit t XVIII, megjithse fillimet i ka rreth viti 1600.

    c) Fillimi telekomunikacionit dhe Lufta e I-r dhe e II-t botrore q pehin periudhn 1910 - 1945.

    d) Fillimi i epoks s prdorimit t kompjutrave dhe eksplorimit t hapsirs q fillon nga viti 1957.

    Ort me uj t grekve t lasht dhe arabve

    Rreth vitit 270 p.e.s. greku Ktesibios shpiku rregullatorin e nivelit (Fig. 1-1).

    Figura 1-1 Ora me uj e Ktesibios

    Uji rrjedh me prurje konstante nga rezervuari 1 n rezervuarin 2 q mat kohn n baz t nivelit t lngut. Niveli i ujit n rezervuarin 1 mbahet konstant (n mnyr q uji t rrjedh me prurje konstante) m an t nj valvole t komanduar nga nj notues krejt i ngjashm me ato q hasim sot n kasetat e banjove.

  • 4

    Nj rregullator niveli u prdor nga Filoni (Philon) i Byzantit n vitin 250 p.e.s. pr t mbajtur konstant nivelin e vajit n nj llamp.

    N shekullin e par t e.s. Heroni i Aleksandris ndrtoi rregullator t ndryshm niveli pr ort me uj, pr hapjen e dhe mbylljen automatike dyerve t tempujve (Fig.1-2), etj.

    Figura 1-2 Rregullatori i Heronit t Aleksandris pr hapjen dhe mbylljen automatike t dyerve t tempullit.

    N Fig.1-2 zgjerimi i ajrit t ngroht i prodhuar nga zjarri n altar ven nn presion ujin e nj balloni q nprmjet t nj sifoni mbush nj kov t varur. Ulja e kovs sjell hapjen e portave t tempullit. N se zjarri shuhet, presioni n ballon zvoglohet dhe uji kthehet mbrapsh n t, duke e zbrazur kovn. Athere pesha w duke rn bn mbylljen e portave.

    Nga viti 800 deri n vitin 1200 inxhinier t ndryshm arab si Musai, Al-Jazari e Ibn al-Saati prdorn rregullatort e nivelit pr ort me uj dhe aplikime t tjera. Revolucioni industrial Revolucioni Industrial n Europ u shqua me shpikjen e mullijve modern t grurit, furrave, bojlerve dhe motorrave me avull. T gjitha kto paisje nuk mund t rregulloheshin me dor e kshtu lindn krkesa t reja pr Sistemet e Kontrollit Automatik. U shpikn kshtu rregullatort e nivelit, temperaturs, presionit e t shpejtsis.

  • 5

    J. Watt shpiku motorrin me avull e s bashku me t dhe rregullatorin e shpejtsis m 1769, dhe kjo dat shnon fillimin e Revolucionit Industrial.

    Rregullatort e Temperaturs

    Rreth vitit 1624 hollandezi Cornelis Drebbel nga Holland shpiku nj sistem kontrolli automatik t temperaturs s nj furre, si dhe pr inkubator zogjsh.

    Rregullatort e temperaturs u studjuan nga J.J. Becher n vitin 1680, dhe Prince de Conti and R.A.F. de Raumur n 1754. Jo m von se viti 1777, nj regullator temperature pr qllime industriale u realizua nga Bonnemain, q e prdori n nj inkubator. Kjo pajisje u prdor m von n nj furr t nj impjanti ngrohs me uj t nxeht.

    Rregullatort me notues

    Regullimi i nivelit t nj lngu doli i nevojshm aty nga fundi i vitit 1700, n bojlerin e nj motorri me avull dhe n sistemet e shprndarjes s ujit. Rregullatori i nivelit me notues paraqiti interes veanrisht n Britani. N librin e tij n vitin 1746, W. Salmon jep mimet pr rregullatort e nivelit t rezervuarve t ujit. Ky rregullator u prdor n tualetet rreth vitit 1775. Prdorimi m i hershm i rregullatorit me notues sht n nj boiler me avull t patentuar nga J. Brindley n 1758. Ai e prdori at n nj motor me avull pr pompim uji. S.T. Wood e prdori rregullatorin me notues pr nj nj motor me avull t nj fabrike birre n 1784. N Siberi (Rusi), minatori i qymyrgurit I.I. Polzunov ndrtoi n 1765 rregullatorin me notues pr nj motor me avull q vinte n lvizje ventilatort e furrave me fryrje. Duke filluar nga viti 1791, kur u adaptua nga firma Boulton & Watt, rregullatori me notues u prdor gjersisht n motorrt me avull.

    Rregullatort e presionit

    Nj problem tjetr q lidhet me motorrt me avull sht ai mbajtjes konstant t presionit t avullit n bojlerat e tyre. N vitin 1681 D. Papin shpiku nj valvol sigurimi pr nj furnell me presion, dhe n 1707 ai e prdori at si pajisje kontrolli n nj motor me avull. Q prej asaj kohe, ai u b nj pajisje standarde e motorrave me avull.

  • 6

    Rregullatori i presionit u prsos n vitin 1799 nga R. Delap dhe M. Murray. N vitin 1803 regullatori i presionit u kombinua me rregullatorin me notues nga firma Boulton & Watt pr tu prdorur n motorrt me avull.

    Rregullatort Centrifugal

    N vitin 1788 Watt realizoi nj rregullator centrifugal pr kontrollin e shpejtsis s motorrave me avull me lvizje rrotulluese n dalje. Kjo pajisje prbhet nga dy sfera q tentojn t largohen nga njra tjetra nga forca centrifugale. Me rritjen e shpejtsis sferat ngrihen lart dhe mbyllin valvoln e avullit duke br q zvoglohet shpejtsia e motorrit. Kshtu, arrihej mbajtja konstant e shpejtsis n mnyr automatike.

    Kontrolli automatik luan nj rol mjaft t rndsishm n jetn ton t prditshme. At e gjejm n elektroshtpiaket, n kondicionert, n raketat kozmike pa harruar dhe organizmin e njeriut.

    Teoria e kontrollit automatik ashtu si t gjitha teorit e tjera ka lindur nga praktika dhe njkohsisht i ka hapur rrugn m tej ksaj praktike. Mjafton t prmendim q pasi doli rregullatori i par centrifugal (1784) praktika shtroi detyrn e qndrueshmris s SRA. Doln n drit me rradh historikisht kriteret e qndrueshmris s Rauthit (1870), Hurvicit (1870), Najkuistit (1932).

    Deri nga viti 1950 analiza e SRA bhej me metodn klasike, t bazuar me metodn e frekuencs dhe t vendit gjeometrik t rrnjve. Me daljen n drit t SRA me shum variabla, teoria klasike q merrej me sistemet me nj variabl u b e pafuqishme. Koht e fundit sht prpunuar plotsisht teoria moderne e kontrollit me ann e s cils analizohen plotsisht SRA e sotm me shum variabla.

    Nj ndihm e konsiderueshme n studimin dhe n projektimin e SRA luajn softwart aplikativ si Matlab, Mathcad, Labview etj.

  • 7

    1.3 Prcaktime terminologjike

    Si do displin dhe disiplina e Kontrollit Automatik ka nevoj pr disa prcaktime terminologjike dhe prkufizime mbi t cilat ngrihet e gjith teoria e saj.

    Sistem - quhet nj kombinim hallkash (nyjesh) q bashkveprojn dhe realizojn nj objektiv t caktuar.

    Ngacmim - Madhsit fizike q veprojn n hyrje t hallks do ti quajm ngacmime, sinjale, madhsi n hyrje, shkaqe, kurse kundrveprimin e hallks ndaj ngacmimit do ta quajm madhsi n dalje, kundrveprim, pasoj.

    Hallk do t quajm nj pjes t caktuar t sistemit, ku hyrja prcakton daljen e jo anasjelltas, pra kemi veprim t orientuar hyrje-dalje. Konvencionalisht hallka sht paraqitur n figurn 1-3, N t ciln shigjetat tregojn karakterin e orjentuar hyrje-dalje.

    Figura 1-3 Paraqitja skematike e hallks

    Ngacmimet apo sinjalet q veprojn n sistem mund t jen ngacmime nga m t ndryshmet, qoft nga natyra fizike, qoft edhe nga forma e tyre si funksione t kohs. N prgjithsi ngacmimet ndahen n:

    Ngacmime (sinjale) reale

    Ngacmime (sinjale) prove

    Ngacmimet reale

    Kta ekzistojn aktualisht n sistem e q n t shumtn e rasteve sht e pamundur t prshkruhen me saktsi n mnyr matematike, madje t panjohur pr ne kur jemi n fazn projektuese.

  • 8

    Ngacmimet e provs

    Kto jan ngacmime (sinjale) t prodhuara n mnyr artificiale nga njeriu t cilat nuk sht e nevojshme t jen t njllojta me ato q veprojn aktualisht n sistem, por jan hartuar n mnyr t till q t jen t thjeshta pr tu prshkruar matematikisht dhe t afta pr gjykimin e sistemit n kushte reale. Sinjalet e provs m t prhapura jan:

    (1) Funksioni shkall njsi

    Prkufizimi dhe paraqitja grafike e ktij funksioni q njihet dhe me emrin funksioni i Hevisajd-it jepet n Fig. 1-4.

    >

    =0,00,1

    )(1tt

    t

    a) Paraqitja grafike b) Vetit matematike Figura 1-4 -Funksioni njsi

    (2) Funksioni impulsiv

    Prkufizimi dhe paraqitja grafike e ktij funksioni q njihet dhe me emrin funksioni ( )t i Dirak-ut jepet n Fig. 1-5.

    ( )

    =0000

    t,t,

    t

    a) Paraqitja grafike b) Vetit matematike

    Figura 1-5 Funksioni impulsiv

    (3) Funksioni i pjerrt njsi

    Prkufizimi dhe paraqitja grafike e ktij funksioni jepet n Fig. 1-6.

  • 9

    >

    =000

    t,t,t

    )t(p

Search related