Sinh viên : Lê Hải Đăng
MSSV : 20090710
Lớp : ĐK&TĐH1 – K54
Đề bài:
Thiết kế bộđiềukhiểnmờ điều khiểnnhiệtđộ trong phòng. Điều khiển
nhiệt độ bằng quạt gió. Đối tượng nhiệtđộ trong phòng là phi tuyến, quan hệ
giữa nhiệtđộ trong phòng với tốc độquạt theo công thức:
n: tốc độquạt gió,
(vòng/phút)
=>như vậy nhiệtđộ trong phòng sẽ đc điều chỉnh trong khoảng từ 10 đến 50
o
C.
Hệ tuyến tính, sửdụng bộ điềukhiển PID để điềukhiển hệ tuyến tính.
Đối tượng khảo sát có hàm truyền đạt dạng :
Sơ đồmô phỏng simulink:
Ta sửdụngbộđiềukhiển PI với tham số bộđiều khiển: K
p
=100; K
i
=80, thu
được đáp ứng bước nhảy của hệ thống như sau (giá trị đặt = 5)
Nhận xét: ta thấy đáp ứng của hệ thống nhanh chóng ổn định và đạt tới giá
trị đặt của đầu vào, triệt tiêu được sai lệch tĩnh.
Kết luận: với hệ tuyến tính, có thể sửdụngbộđiềukhiển PID thông thường
để đạt được ổn định
Hệ phi tuyến, sửdụng bộ điềukhiển PID để điềukhiển hệ phi tuyến.
Cụ thể đối tượng phi tuyến khảo sát là nhiệtđộ trong phòng.
Nhiệt độ trong phòng phụ thuộc vào tốc độquạt theo phương trình
Do đó hệ đang xét là một hệ phi tuyến. Đối tượng phòng gồm 2 thành
phần: thành phần phi tuyến và thành phần quán tính.
Nhiệt độ trong phòng điềukhiển trong khoảng từ 10 đến 50 độ. Ta lấy hệ
số khuếch đại của khâu đo lường là 0.2 , suy ra giá trị đặt có giá trị trong khoảng
2 đến 10(V).
Điện áp vào biến tần từ 0 đến 10 tương ứng tốc độquạt đầu ra từ 10 đến
400 vòng/phút. Vậy ta có K
bt
= 40. Hằng số thời gian của biến tần lấy là 1.1s. vậy
hàm truyền của biến tần là :
Hằng số thời gian đối tượng nhiệtđộ trong phòng lấy là 15s. ta có hàm
truyền của đối tượng phòng là :
Đối tượng gồm thêm thành phần phi tuyến, ta dùng khối hàm 1/u để tạo
hàm phi tuyến.
Sơ đồmô phỏng simulink :
Đồ thị đáp ứng bước nhảy thu được của hệ thống.
Nhận xét: khi đặt 1 bước nhảy vào hệ thống thì đáp ứng của hệ thống tiến
đến vô cùng, hệ thống bị mất ổn định.
Kết luận: dùng bộ điềukhiển PID với hệ phi tuyến sẽ làm cho hệ thống mất
ổn định.
Hệ phi tuyến, sửdụngbộđiềukhiểnmờ để điềukhiển hệ phi tuyến.
Đối tượng điềukhiển vẫn là nhiệtđộ trong phòng.
Đặt mục tiêu của bộđiềukhiển là ổn định và triệt tiêu sai lệch tĩnh, nên cần
có thêm khâu tích phân.
Bộ điềukhiểnmờ có biến đầu vào là sai lệch giữa giá trị đặt và giá trị phản
hồi, và tích phân của sai lệch: E
nd
và E
tp
Biến vào E
tp
và E
nd
có 5 giá trị mờ, tương ứng với 5 mức sai lệch: lớn nhất,
nhỏ nhất, và các giá trị trung gian L,V,N
Biến đầu ra bộđiềukhiểnmờ là mức độđiều chỉnh nhietdo. biến đầu ra
cũng có 5 giá trị mờ max, lớn, vừa, nhỏ và min
Ta xây dựng luật mờ như sau:
theo một số nguyên tắc chung:
sai lệch càng lớn thì giá trị điều chỉnh càng lớn
sai lệch nhỏ thì giá trị điều chỉnh nhỏ
tích phân sai lệch càng lớn thì giá trị điều chỉnh càng lớn
tích phân sai lệch nhỏ thì giá trị điều chỉnh nhỏ
………
Đặc tính của bộđiềukhiển :
Sơ đồmô phỏng simulink :
Kết quả thu được với thời gian mô phỏng 200s, giá trị đặt bằng 8 (tương
ứng với 40
o
C)
với giá trị đặt là 5, tương ứng với 25
o
C
Nhận xét : hệ thống nhanh chóng ổn định, đạt được giá trị đặt mong muốn,
triệt tiêu được sai lệch tĩnh.
. kế bộ điều khiển mờ điều khiển nhiệt độ trong phòng. Điều khiển
nhiệt độ bằng quạt gió. Đối tượng nhiệt độ trong phòng là phi tuyến, quan hệ
giữa nhiệt. tuyến tính, có thể sử dụng bộ điều khiển PID thông thường
để đạt được ổn định
Hệ phi tuyến, sử dụng bộ điều khiển PID để điều khiển hệ phi tuyến.