BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN Tìm hiểu về 6 bộ điều khiển PID

TRƯỜNG ĐIỆN-ĐIỆN TỬ, ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA TỰ ĐỘNG HĨA BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN Tìm hiểu điều khiển PID Giảng viên hướng dẫn: ThS Đinh Thị Lan Anh Môn học Mã lớp học: Cơng nghệ xử lý nước thải 133272 Nhóm SV thực hiện: Nhóm 11 Họ tên MSSV Võ Thái Linh 20181583 Vũ Văn Long 20181633 Lê Hữu Hoàng 20186311 Nguyễn Đức Minh 20181651 Nguyễn Quốc Huy 20181532 HÀ NỘI, 6/2022 MỤC LỤC CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Tiêu chí chỉnh định 1.2 Đối tượng điều khiển 1.3 Mô kiểm chứng Matlab/Simulink CHƯƠNG 2: BỘ ĐIỀU KHIỂN P .4 2.1 Tổng quan điều khiển P .4 2.2 Chỉnh định điều khiển P 2.3 Kết mô .5 2.3.1 Đồ thị tín hiệu đầu 2.3.2 Đồ thị Bode 2.3.3 Kết luận CHƯƠNG 3: BỘ ĐIỀU KHIỂN PD 3.1 Tổng quan điều khiển PD 3.2 Chỉnh định điều khiển PD 3.3 Kết mô .8 3.3.1 Đồ thị tín hiệu đầu 3.3.2 Đồ thị Bode 3.4 Kết luận 10 CHƯƠNG BỘ ĐIỀU KHIỂN PI 12 4.1 Giới thiệu chung 12 4.2 Chỉnh định tham số điều khiển PI 12 4.3 Kết mô 13 4.3.1 Đồ thị tín hiệu đầu 14 4.3.2 Đồ thị Bode 15 CHƯƠNG BỘ ĐIỀU KHIỂN PI+ 17 5.1 Giới thiệu chung 17 5.2 Chỉnh định tham số điều khiển PI+ 19 5.3 Kết mô 19 5.3.1 Đồ thị Bode 19 5.3.2 Đáp ứng với tín hiệu mẫu 20 5.3.3 So sánh với điều khiển PI .22 CHƯƠNG 6: BỘ ĐIỀU KHIỂN PID 24 6.2 Chỉnh định PID 24 6.3 Phương pháp Ziegler-Nichols 25 6.3.1 Mô với Setpoint dạng Step 26 6.3.2 Mơ với Setpoint dạng sóng vuông .31 6.4 Phương pháp chỉnh định tay 35 6.5 Nhận xét 37 CHƯƠNG 7: Bộ điều khiển PID+ 39 7.2 Quy trình chỉnh định .39 7.3 Kết mô 39 7.3.1 Đồ thị Bode 40 7.3.2 Đồ thị đầu .40 7.4 So sánh với PID 41 7.5 Nhận xét 42 CHƯƠNG 8: BỘ BÙ LEAD – LAG 42 8.1 Bộ bù sớm pha 42 8.2 Bộ bù trễ pha 43 8.3 Bộ bù sớm trễ pha 44 CHƯƠNG 9: LỰA CHỌN BỘ ĐIỀU KHIỂN 45 9.1 Lựa chọn điều khiển 45 9.2 Kết luận 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Tiêu chí chỉnh định Trong tồn ta sử dụng chung quy trình chỉnh định để có so sánh điều khiển Một tập yêu cầu ổn định đưa cho điều khiển để kiểm tra xem có phù hợp với đối tượng hệ thống hay không Trong thực tế lúc có hệ thống đo lường xuất biểu đồ Bode nên phương pháp chỉnh định dựa đo lường miền thời gian để xác định tính ổn định Trong phần chỉnh định hệ thống, ta sử dụng tín hiệu xung vng để phát hệ thống có ổn định biên hay khơng thử nghiệm với tín hiệu nhẹ cho phép ổn điện biên vượt qua mà không bị phát Tiêu chí chỉnh định với đáp ứng tín hiệu xung vng: • • Tại vùng tần số cao, chỉnh định khâu P D đáp ứng phải có độ điều chỉnh thấp (1) 1+ Ts −1 ( αα+1 ) T √α L ( ωmax )=20 log ( K C )+ 10 log ( α ) Dựa vào biểu đồ Bode của khâu sớm pha chúng ta thấy đặc tính pha luôn dương (() > 0,  ), đó tín hiệu luôn sớm pha tín hiệu vào Khâu hiệu chỉnh sớm pha là bộ lọc thông cao (xem biểu đồ Bode biên độ), sử dụng khâu hiệu chỉnh sớm pha sẽ mở rộng được băng thông của hệ thống, làm cho đáp ứng của hệ thống nhanh hơn, đó khâu hiệu chỉnh sớm pha cải thiện đáp ứng quá độ Tuy nhiên cũng tác động mở rộng băng thông mà khâu hiệu chỉnh sớm pha nhạy với nhiễu tần số cao 8.2 Bộ bù trễ pha Hàm truyền GC ( s )=K C 1+ αTs ,( α