Bài giảng lý thuyết điều khiển tự động bài 12 ths đỗ tú anh

an th ng Ziegler-Nichols Tối ưu độ lớn co ng c om Lý thuyết Điều khiển tự động cu u du o Tối ưu đối xứng ThS Đỗ Tú Anh Bộ môn Điều khiển tự động Khoa Điện, Trường ĐHBK HN CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12-1 Phương pháp Ziegler-Nichols c om Đặc điểm phương pháp • Là phương pháp thực nghiệm để xác định tham số đk PID co ng • Rất thuận tiện mơ hình toán học đối tượng chưa biết trước th ng Phương pháp Ziegler-Nichols an • Đáp ứng nhận có độ điều chỉnh khoảng 25% u du o • Xác định thực nghiệm đáp ứng bước nhảy đối tượng cu • Nếu đáp ứng có dạng hình chữ S áp dụng phương pháp Lý thuyết ĐKTĐ Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12-2 Phương pháp Ziegler-Nichols u du o ng th an co ng c om • Từ độ thị đó, xác định giá trị thời gian trễ L số thời gian T (xem hình vẽ) cu • Khi hàm truyền đạt đối tượng xấp xỉ dạng Lý thuyết ĐKTĐ Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12-3 c om Phương pháp Ziegler-Nichols (tiếp) cu u du o ng th an co ng Ziegler Nichols đề xuật việc xác định tham số đk PID bảng sau: Lý thuyết ĐKTĐ Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12-4 Phương pháp Ziegler-Nichols (tiếp) c om dụ í Cho đối tượng có đáp ứng bước nhảy đơn vị hình vẽ Hãy V cu u du o ng th an co ng xác định Kp, Ti, Td Lý thuyết ĐKTĐ Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12-5 ng • Đầu tiên đặt c om Phương pháp Ziegler-Nichols an đại, tăng Kp từ tới giá trị tới hạn K , đầu hệ thống có dạng dao động điều hịa co • Chỉ sử dụng tác động khuếch du o ng th CT u • Xác định Kp chu kỳ dao cu động PCT thực nghiệm Lý thuyết ĐKTĐ Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12-6 c om Phương pháp Ziegler-Nichols (tiếp) cu u du o ng th an co ng • Xác định tham số Kp, Ti, Td đk theo bảng sau CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12-7 Phương pháp Ziegler-Nichols c om Một vài nhận xét co ng • Phương pháp Ziegler Nichols thật hữu ích mơ hình tốn học đối tượng trước, hiệu biết MHTH đối tượng ng th an • Trong trường hợp chất lượng điều khiển chưa mong muốn, tinh chỉnh tham số PID cu u du o • Nói chung đối tượng động học phức tạp không chứa thành phần tích phân áp dụng phương pháp Lý thuyết ĐKTĐ Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12-8 Phương pháp Ziegler-Nichols co ng c om Ví dụ đối tượng có chứa thành phần tích phân áp dụng phương pháp Ziegler-Nichols th an Do có chứa thành phần tích phân nên khơng áp dụng pp ZieglerNichols cu u du o ng Nếu thử áp dụng pp Ziegler-Nichols 2, giá trị Kp điều khiển P để đáp ứng hệ thống đạt tới chế độ dao động biên giới ổn định Để chứng minh điều này, trước hết ta xét phương trình đặc tính hệ kín Lý thuyết ĐKTĐ Bộ mơn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12-9 Phương pháp Ziegler-Nichols c om hay du o ng th an co ng Lập bảng Routh cu u Các hệ số cột ln dương với Kp > Do khơng có giá trị K để hệ đạt tới chế độ dao động biên giới ổn định Không áp dụng pp Ziegler-Nichols Lý thuyết ĐKTĐ Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12-10 Các phương pháp miền tần số Đặt vấn đề co ng c om Xét hệ thống đk có hàm truyền đạt hệ kín th an Mong muốn đáp ứng r(t) giống tín hiệu đặt c(t) điểm tần số du o ng Nói cách khác u (1) cu Trên thực tế, người ta thỏa mãn với việc thiết kế R(s) mang lại tính chất (1) dải tần số thấp Lý thuyết ĐKTĐ Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12-11 Phương pháp tối ưu độ lớn c om Bộ điều khiển PID tối ưu độ lớn dải tần số thấp có Là điều khiển R(s) thỏa mãn an co ng độ rộng lớn th Phạm vi ứng dụng cu u du o ng Hàm truyền đạt đối tượng có dạng Đối tượng phải ổn định Lý thuyết ĐKTĐ Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12-12 Phương pháp tối ưu độ lớn (tiếp) co ng c om dụ í V Hàm truyền đạt hệ hở cu u du o ng th an Hàm truyền đạt hệ kín Lý thuyết ĐKTĐ Bộ mơn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12-13 Phương pháp tối ưu độ lớn (tiếp) ng c om Chọn TR cho Tổng quát Bộ đk PI cu u du o ng th an co Bộ đk I Bộ đk PID Lý thuyết ĐKTĐ Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12-14 Phương pháp tối ưu độ lớn (tiếp) c om Câu hỏi co ng Các tham số kp, Ti (cho đk PI) tham số kp, Ti, Td (cho đk PID) xác định nào? ng th an Làm để thiết kế đk cho đối tượng có hàm truyền đạt: cu u du o Hạn chế phương pháp? Lý thuyết ĐKTĐ Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12-15 Phương pháp tối ưu đối xứng c om Bộ điều khiển PID tối ưu đối xứng dải tần số thấp có Là điều khiển R(s) thỏa mãn co ng đồ thị Bode hàm truyền đạt hệ hở hình vẽ bên cu u du o ng Hàm truyền đạt đối tượng có dạng th an Phạm vi ứng dụng Đối tượng không ổn định Lý thuyết ĐKTĐ Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12-16 ng c om Phương pháp tối ưu đối xứng (tiếp) Bộ đk PI ng th an co (2) cu u du o (2) Lý thuyết ĐKTĐ Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12-17 c om Phương pháp tối ưu đối xứng (tiếp) cu u du o ng th an co ng Bộ đk PID Lý thuyết ĐKTĐ Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... thấp Lý thuyết ĐKTĐ Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12- 11 Phương pháp tối ưu độ lớn c om Bộ điều khiển PID tối ưu độ lớn dải tần số thấp có Là điều khiển. .. 2, khơng có giá trị Kp điều khiển P để đáp ứng hệ thống đạt tới chế độ dao động biên giới ổn định Để chứng minh điều này, trước hết ta xét phương trình đặc tính hệ kín Lý thuyết ĐKTĐ Bộ môn ĐKTĐ-Khoa... pháp? Lý thuyết ĐKTĐ Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12- 15 Phương pháp tối ưu đối xứng c om Bộ điều khiển PID tối ưu đối xứng dải tần số thấp có Là điều