Projekt 3

1. Zadanie

Celem zadania jest uruchomienie regulatora PID, którego parametry będą przełączane płynnie, np. przy zastosowaniu modelu rozmytego typu TSK, w zależności od aktualnego punktu pracy.

2. Realizacja

Należy wykonać następujące kroki:

1. Dobrać nastawy regulatora PID dla różnych punktów pracy: wartości domyślnej oraz dla skrajnych wartości (małe i duże) SP.
2. Zaprojektować mechanizm płynnego przełączania nastaw przy wykorzystaniu logiki rozmytej.
3. Ocenić jakość działania układu regulacji we wszystkich rozważanych punktach pracy. Porównać otrzymane rezultaty z tymi z kroku 1, skomentować wyniki.

3. Założenia

4. Uwagi

• Dla domyślnego punktu pracy można zastosować nastawy z projektu 1. Można także wykorzystać przygotowane rozwiązanie z projektu 2 do doboru nastaw dla skrajnych punktów pracy.
• Do płynnego przełączania nastaw można zastosować.
• Do aplikacji wnioskowania rozmytego można zastosować rozwiązania przygotowane w ramach projektu 2, oczywiście po stosownych modyfikacjach.
• W zależności od sposobu realizacji zadania, wygodne może być zastosowanie symulacji wsadowej lub krokowej.

5. Przykłady

W przykładzie wykorzystano proste przełączanie progowe (nie rozmyte – płynne) nastawy \( k_p \). Założono, że dla skrajnych wartości SP (<0.1 i >0.3) wartość \( k_p=5 \), a dla pozostałego zakresu \( k_p=10 \). Symulację uruchomiono w trybie krokowym. W każdym kroku, w zależności od aktualnej wartości SP ustawiana jest stosowna wartość \( k_p \). Kod zapisano w notebooku Jupyter-a project_3.ipynb.

for i in range(int(tend / tp) + 1):
    ...
    # Ustawienie wartości kp
    if sp < 0.1 or sp > 0.3:
        k = 5
    else:
        k = 10
    system.in_var_val('kp', k)
    kp.append(k)
    # Krok symulacji
    rval = system.simulation_step(True)
    ...
    

Na rysunku poniżej pokazano podsumowanie działania tak zaprojektowanego układu regulacji. Na wykresie linią żółtą symbolicznie oznaczono zakres zmienności \( k_p \). Na dodatkowym przebiegu widać jak zmienia się wartość wzmocnienia \( k_p \). Jak widać, układ działa, chociaż jakość regulacji pozostawia sporo do życzenia.