Описание лабораторной установки
На лабораторном стенде расположена установка с нагревателем и холодильником, совмещенные контроллером, а также персональный компьютер с программным обеспечением, осуществляющим трехпозиционное регулирование.
Схема установки изображена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Схема установки трехпозиционного регулирования
Порядок выполнения лабораторного эксперимента
Был разработан план эксперимента, включающий в себя ряд из шести опытов.
Опыт 1. Уставка 50 
; зона нечувствительности DB=8 ; гистерезис HYST=4 . Он заключается в исследовании работы регулятора при минимальном значении величины уставки.
Следующая пара опытов заключается в исследовании работы регулятора при изменении зоны чувствительности.
Опыт 2. Уставка 85 ; зона нечувствительности DB=4 ; гистерезис HYST=3 .
Опыт 3. Уставка 85 ; зона нечувствительности DB=12 ; гистерезис HYST=3 .
Следующая пара опытов заключается в исследовании работы регулятора при влиянии максимального и минимального значений гистерезиса.
Опыт 4. Уставка 85 ; зона нечувствительности DB=8 ; гистерезис HYST=2 .
Опыт 5. Уставка 85 ; зона нечувствительности DB=8 ; гистерезис HYST=6 .
Опыт 6. Уставка 120 ; зона нечувствительности DB=8 ; гистерезис HYST=4 . Он заключается в исследовании работы регулятора при максимальном значении величины уставки.
По полученным графическим зависимостям были определены параметры качества регулирования, а именно:
1. 
и 
– отклонения температуры;
2. A – амплитуда колебаний;
3. 
– условная статистическая ошибка;
4. 
– период колебаний температуры;
5. f – частота включения выходных устройств.
Результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1. Показатели качества позиционного регулирования.
| Показатель | 
| 
| A,
| 
| 
| f, вкл/час | |
| Нагреватель | Холодильник | ||||||
| Опыт 1 | |||||||
| Опыт 2 | 6,5 | 5,25 | 1,25 | ||||
| Опыт 3 | 8,3 | 8,15 | -0,15 | ||||
| Опыт 4 | |||||||
| Опыт 5 | 7,6 | 8,3 | 0,7 | ||||
| Опыт 6 | 6,8 | 8,7 | 7,75 | 0,9 |
Вывод: в ходе лабораторного эксперимента была исследована работа трехпозиционного регулирования температуры при изменении параметров настроек контроллера, а именно температуры уставки, зоны нечувствительности и гистерезиса. При таком регулировании одно выходное реле управляет нагревателем, другое – холодильником. Для того, чтобы оценить качество регулирования были определены такие параметры, как амплитуда колебаний, период колебаний и условно статистическая ошибка, которая является разностью между фактическим средним значением температурой и температурой уставки. Для того, чтобы сократить время между опытами, порядок их проведения осуществлялся в сторону увеличения температуры. Анализируя полученные графики, приходим к выводу, что увеличение зоны гистерезиса увеличивает время запаздывания, следовательно, формирование выходного сигнала в виде изменения температуры и ее достижения целевого значения происходит с течением некоторого промежутка времени; увеличение зоны нечувствительности приводит к увеличению того интервала, при котором выходной сигнал не реагирует на изменение управляющего воздействия. Результат опыта, связанный с влиянием температуры уставки, показал, что при минимальной ее величине, период колебаний значительно увеличивается. Чтобы более точно оценить влияние параметров на показатели регулирования, необходимо провести большее число опытов.