Badania porównawcze dyskretnego regulatora PID dla aktywnego zawieszenia magnetycznego

Abstract

In paper the PID controller designed for stabilization task of the levitated object at the desired level is presented. The continuous in time controller has been discredited with the use of the foliowing methods like: zero-order-hold, bilinear, first-order hold, and matched. The investigation of the sampling period and its influence on the control quality has been included into this research. The dynamical properties that depend on the discretisation and sampling are discussed. The sampling frequency is also considered due to the structural instability of the levitated system. The experimental investigation were provided in the integrated computer environment for illustration of the considered problems. The remarks are important for the designing stage of the control system implemented in the sampled control hardware units. W pracy przedstawiono regulator PID zaprojektowany dla stabilizacji obiektu kwitującego w pożądanym położeniu. Regulator ciągły został poddany dyskretyzacji metodami podtrzymania zerowego rzędu (ZOH) aproksymacji biliniowej (TUSTIN), trójkątnej (FOH) i odwzorowania zer i biegunów (MATCHED). Badaniom poddano również wpływ częstotliwości próbkowania na jakość regulacji. Szczególną uwagę zwrócono na własności dynamiczne, które ulegają zmianie w zależności od wyboru metody dyskretyzacji. Nie bez znaczenia jest również częstotliwość próbkowania, której ograniczony zakres jest kluczowy dla działania układu aktywnego zawieszenia magnetycznego. Badania eksperymentalne przeprowadzono w zintegrowanym środowisku komputerowym celem ilustracji efektów dyskretyzacji i próbkowania. Wnioski z nich płynące stanowią ważny etap w procesie projektowania układu regulacji realizowanego w cyfrowych układach sterowania.