Phương pháp thiết kế trong miền tần số

Luận Văn: Phương pháp thiết kế trong miền tần số

t ài li ệu tham kh ảo Lời nói đầu : Hiện nay xu thế hội nhập kinh tế thế giới là một nhu cầu tất yếu của bất cứ quốc gia nào. Nền kinh tế thị trường cạnh tranh quyết liệt, các ngành công nghiệp luôn luôn phải được hiện đại hóa để đáp ứng được yêu cầu ngày một cao của người tiêu dùng. Một đòi hỏi được đặt ra với các nhà sản xuất là phải tìm cách đưa ra thị trường các sản phẩm bền, đẹp, uy tín. Chính vì vậy đòi hỏi các nhà sản xuất phải chú trọng đến công tác sản xuất. Mà một trong những vấn đề đó là đầu tư trang thiết bị, dây chuyền sản xuất tự động để rút ngắn thời gian, tiết kiệm nhân lực và nâng cao chất lượng sản phẩm.Cũng vì thế, ở lĩnh vực kĩ thuật mà nói thì đội ngũ kĩ sư, công nhân cũng phải nắm vững các yêu cầu kĩ thuật, làm chủ công nghệ nên họ cần được trang bị vững vàng về lí thuyết và thực hành. Trong đó “ thiết kế hệ thống” là một trong những lĩnh vực cơ bản quan trọng nhất của kỹ thuật.Vì có nắm vững lý thuyết thì trong thiết kế mới tiết kiệm tối đa nguồn vốn đầu tư vào dây chuyền công nghệ tránh đầu tư lãng phí, hoạt động không hiệu quả và đảm bảo dáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu chất lượng. Vì vậy, chúng em chọn hướng làm đồ án là “ Thiết kế hệ thống trong miền tần số”. Chúng em xác định đây là một đề tài rất gần với thực tiễn công nghiệp hiện nay. Để “Thiết kế hệ thống trong miền tần số”, ta phải giải quyết các vấn đề sau :1) Tìm hiểu bản chất của quá trình (đối tượng điều khiểtn) để từ đó xác định tín hiệu vào ra thực của đối tượng.2) Xây dựng mô hình mô tả đối tượng, đây là mô hình toán học biểu diễn mối quan hệ giữa tín hiệu vào-ra của đối tượng đó.3) Phân tích hệ thống để chọn phương pháp thiết kế thích hợp.4) Xác định luật điều khiển và tính toán các tham số của luật điều khiển.5) Chọn thiết bị điều khiển và viết chương trình điều khiển6) Lắp đặt hệ thống, cài đặt chương trình điều khiển và chỉnh đỉnh tham số của bộ điều khiểnNội dung chính được đề cập đến trong đồ án là các phương pháp thiết kế trên cơ sở hàm truyền của đối tượng và ứng dụng một trong số các phương pháp này để điều khiển lò điện trở 2,3 KVA trong phòng thí nghiệm của bộ môn ĐKTĐ. Chúng em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Phan Xuân Minh và các thầy cô giáo trong bộ môn Điều Khiển Tự Động – Khoa Điện đã nhiệt tình giúp đỡ chúng em để chúng em hoàn thành bài đồ án này. Nhóm sinh viên Lê Văn Tảo 1 t ài li ệu tham kh ảoNội dung đồ án :CHƯƠNG 1 : MÔ HÌNH HOÁ ĐỐI TƯỢNG ĐIỀU KHIỂN…………………….41.1 Tại sao phải mô hình hoá đối tượng…………………………………………41.2 Các phương pháp mô hình hoá đối tượng điều khiển………………………41.2.1 Phương pháp lý thuyết……………………………………………………… 41.2.2 Phương pháp thực nghiệm chủ động…………………………………………71.3 Các tính chất của mô hình………………………………………………… 121.3.1 Điểm không và điểm cực……………………………………………………121.3.2 Đặc tính pha cực tiểu……………………………………………………… 121.3.3 Bậc tương đối của mô hình………………………………………………….12CHƯƠNG 2 : PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ TRONG MIỀN TẦN SỐ……… .132.1 Phát biểu bài toán điều khiển thiết kế … …………………………….132.1.1 Bài toán thiết kế………………………………………………………….132.1.2 Các bước thiết kế……………………………………………………… .152.2 Luật điều khiển PID…………………………………………………… .162.2.1 Luật tỷ lệ…………………………………………………………………172.2.2 Luật tích phân……………………………………………………………182.2.3 Luật vi phân…………………………………………………………… .182.2.4 Luật tỷ lệ -tích phân……………………………………………………192.2.5 Luật tỷ lệ- vi phân…………………………………………………… .192.2.6 Luật tỷ lệ- vi phân- tích phân……………………………………………202.3 Các phương pháp thiết kế ở miền tần số……………………………… 212.3.1 Mục đích thiết kế……………………………………………………… .212.3.2 Phương pháp tối ưu module…………………………………………… 212.3.3 Phương pháp tối ưu đối xứng 312.3.4 Thiết kế bộ điều khiển trên cơ sở mô hình nội (IMC - Internal Model Control)……………………………………………………2.3.5 Thiết kế bộ điều khiển trên cơ sở bộ dự báo Smith…………………… 672.4 Phương pháp chỉnh định thực nghiệm……………………………………2.4.1 Phương pháp Ziegler – Nichol………………452.4.2 Phương pháp Chien – Hroness – Reswick………………………………502.4.3 Phương pháp hằng số thời gian tổng Kuhn…………………………… .54CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LÒ ĐIỆN TRỞ TRONG PHÒNG THÍ NHGIỆM………………………………………………………… 723.1 Mô tả toán học đối tượng lò điện trở……….………………………… .722 t ài li ệu tham kh ảo3.2 Lựa chọn phương pháp thiết kế cho đối tượng nhiệt và xác định tham số, cấu trúc luật điều khiển 3.2.1 Lựa chọn phương pháp thiết kế cho đối tượng nhiệt.3.2.2 Xác định tham số và cấu trúc luật điều khiển.3.2.3 Mô phỏng kiểm chứng kết quả thiết kế trên miền Matlab_Simulink3.3 Chọn thiết bị điều khiển3.3.1 Sơ lược về PLC S7-300.3.3.2 Điều khiẻn liên tục với FB41”CONT_C”3.3.3 Khối hàm tạo xung FB43”PULSEGEN” 3.4 Cài đặt luật điều khiển u(t) 3.4.1 Khai báo cấu hình phần cứng.3.4.2 Cấu trúc điền khiển.3.4.3 Chương trình điều khiển lò điện trở.3.5 Kết quả.3.5.1 Đặc tính thu được và nhận xét.3.5.2 Một số lưu ý về hệ thống điều khiển lò điện trởCHƯƠNG 4: KẾT LUẬN. CHƯƠNG 1 : Mô hình hóa đối tượng.Đối tượng điều khiển có thể là động cơ điện , lò nhiệt, hệ thống mức lưu lượng, áp suất trong bình…là các thiết bị của một quá trình công nghệ.Trong thưc tế các đối tượng điều khiển thường là phi tuyến, để thuận lợi cho việc thiết kế chúng ta thường xấp xỉ mô hình đối tượng về dạng tuyến tính. 1.1 Tại sao phải mô hình hoá đối tượng ? Mô hình hoá đối tượng nhằm biếu diễn lại những hiểu biết của ta về hệ thống một cách khoa học từ đó ta có thể phân tích, tổng hợp hệ thống. Một mô hình đối tượng phản ánh hệ thống thực từ góc nhìn nào đó, giúp ích cho việc nghiên cứu thiết kế. Nó giúp ta hiểu rõ thế giới thực và phát triển hệ thống mà 3 t ài li ệu tham kh ảokhông cần quá trình hệ thống thiết bị thực. Từ mô hình đối tượng giúp ta lựa chọn phương pháp thiết kế cho phù hợp. Mô hình đối tượng điều khiển từ đối tượng thực có thể không chính xác và luôn gặp sai số nhưng chúng ta vẫn chấp nhận điều này nếu việc thiết kế cho chúng ta hệ thống đảm bảo chất lượng đặt ra.1.2 Các phương pháp mô hình hoá đối tượng điều khiển : 1.2.1 Phương pháp lý thuyết : Là phương pháp thiết kế mô hình dựa trên các định luật về cân bằng chất. Trên cơ sở các định luật cân bằng về chất, ta xây dựng được các mô hình toán học :- Mô tả toán học ở miền thời gian- Xây dựng mô hình toán học ở miền tần số- Xây dựng mô hình toán học trong không gian trạng thái Trong một hệ thống điều khiển, muốn thiết kế một bộ điều khiển thoả mãn các yêu cầu đề ra thì ta cần phải sử dụng đến các công cụ toán học. Muốn vậy, đối tượng cần điều khiển sẽ phải được mô tả bằng một mô hình toán học. ♦ Mô tả quan hệ vào ra bằng các phương trình vi phân (mô tả toán học ở miền thời gian).0anndtyd+1a11−−nndtyd+ . . . +1na−dtdy+( )na y t = 0bmmdtud+1b11−−mmdtud+. . . +( )mb u t (1.1)( )u tlà tín hiệu vào của đối tượng( )y tlà tín hiệu ra của đối tượngTuy nhiên, nếu sử dụng trực tiếp các phương trình vi phân để khảo sát và phân tích hệ sau này thì sẽ gặp nhiều khó khăn. Do vây, người ta tìm cách biến đổi các phương trình vi phân đó về dạng đại số bình thường. Từ đó, nếu thay các đạo hàm bằng toán tử Lapace, ta sẽ được các phương trình đại số mô tả các quan hệ vào ra và có được các hàm truyền bằng ảnh Laplace của tín hiệu vào ra hay mô hình không gian trạng thái. ♦ Mô hình hàm truyền : 10 110 1 .( )( )( ) .m mmn nnb s b s bY sW sU s a s a s a−−+ + += =+ + + (1.2) ♦ Đặc tính tần số (thay s jw=) : 10 110 1( ) ( ) .( )( )( ) ( ) ( ) .m mmn nnb j b j bY jW jU j a j a j aω ωωωω ω ω−−+ + += =+ + + (1.3) ♦ Mô hình trạng thái x Ax Buy Cx Du= += +& (1.4)4 t ài li ệu tham kh ảo [ ]*A n n= : Ma trận hệ thống. [ ]*1B n= : Ma trận điều khiển [ ]1*C n= : Ma trận quan sát. [ ]1*1D = 12( )( )( )( )nx tx tx tx t   =   M : Vectơ trạng thái. ( )u t : Tín hiệu điều khiển. ( )y t : Tín hiệu ra. Ví dụ : Xây dựng mô hình toán học cho động cơ 1 chiều kích từ độc lập U : Điện áp đặt vào phần ứng ktU: Điện áp kích từ n : tốc độ quay của động cơ cM: Mômen cơ học tác động lên Roto- Đại lượng cần điều khiển : Tốc độ động cơ n (đây là thông số công nghệ)- Tác động điều khiển (đại lượng điều khiển) : Điện áp đặt vào phần ứng U(đây là tác động công nghệ).- Xét trong các điều kiện các đại lượng còn lại không đổi onstktU c= onstcM c= R : Điện trở phần ứng động cơ 1 2,K K là các hệ số tỷ lệ (coi 1 2, onstK K c=) L : Điện cảm phần ứng J: Mô men quán tính của tất cả phần quay đặt lên Roto động cơĐặt 1 2cJRTK K= : hằng số thời gian điện cơ tLTR= : hằng số thời gian điện từTa có PT vi phân : 22. . . . ( )c t cd n dnT T T n K u tdt dt+ + = (1.5) Đặt 11KK= : hệ số truyềnTa có PT vi phân trong miền s :2( . . . 1). ( ) . ( )c t cT T s T s N s K U s+ + = (1.6)Ta có hàm truyền của đéng c¬ :5 t ài li ệu tham kh ảo2( )( )( ) . . . 1c t cN s KW sU s T T s T s= =+ + (1.7)Yêu cầu : Phải có thiết bị đo tốc độ Thiết bị chấp hành : dU U ⇒Ta có đối tượng điều chỉnh : dU U ( )N s ( )Y s Vậy hàm truyền của đối tượng điều chỉnh : c2.( ) W ( ) . . 1dldc t cK KW s sT T s T s=+ + (1.4)Nhận xét : + Ưu điểm : Cho ta hiểu sâu sắc các quan hệ bên trong của quá trình liên quan trực tiếp đến các hiện tượng vật lý, hoá học. Cấu trúc mô hình được thể hiện rõ qua các phương trình vi phân và phương trình đại số của mô hình (khuếch đại, tích phân, vi phân, trễ) và cũng có thể biểu diễn trực quan trên sơ đồ khối.+ Nhược điểm : Phụ thuộc vào từng mức độ chi tiết của từng mô hình. Thực tế ta khó có thể xây dựng mô hình lý thuyết phản ánh chính xác động học của quá trình. ( )N s( )Y sHình 1.1 Hàm truyền của TBCB6 ( )cW s Hình 1.2 Hàm truyền của TBCH Hình 1.3 Hàm truyền của đối tượng điều khiển TKHỡnh 1.4 Hm truyn ca i tng iu khint i li u tham kh oVic xỏc nh cỏc thụng s ca mụ hỡnh khú cú th chớnh xỏc vỡ cỏc tham phụ thuộc vào nhà chế tạo . Để có thể xác định mô hình tơng đối chính xác và khắ phục cacs nhợc điểm của phơng pháp lý thuyết ta sử dụng phng phỏp thc nghim.1.2.2 Phng phỏp thc nghim ch ng : c s dng khi s hiu bit v nhng quy lut giao tip bờn trong h thng cng nh mi quan h gia h thng vi mụi trng bờn ngoi khụng c y cú th xõy dng mụ hỡnh hon chnh nhng ớt nht t ú cú th cho bit cỏc thụng tin ban u khoanh vựng lp cỏc mụ hỡnh thớch hp. t ú hon thin nt vic xõy dng mụ hỡnh h thng bng cỏch tỡm mụ hỡnh thớch hp cho h thng trờn c s quan sỏt tớn hiu vo ra sao cho sai lch gia nú vi h thng so vi mụ hỡnh khỏc l nh nht. ( )u t ( )y t ( )u t v ( )y t xỏc nh t thc nghim. Khi cú trc ( )u t xỏc nh c ( )y tx lý d liu ( loi b cỏc nhiu )ỏnh giỏ d liu v xut mụ hỡnhc lng tham s, nhn dng tham sỏnh giỏ mụ hỡnh da trờn s sai lch gia thc t v mụ hỡnh. Nu sai lch quỏ ln so vi s cho phộp, ta phi quay li ỏnh giỏ xut mụ hỡnh. Cũn nu sai s cho phộp chp nhn c thỡ mụ hỡnh c chp nhn.õy l phng phỏp thc nghim cú u im l t ỏp ng u ra ta cú th chn c mụ hỡnh ca i tng tng i n gin.Chn u vo l ( ) 1( )u t t= ghi li đáp ứng u ra l hàm quá độ ( )h tChn u vo l ( ) .1( )u t t t= ghi li u ra l ( )y tNhn xột : + u im : Tng i chớnh xỏc khi xỏc nh cỏc thụng s nu cu trỳc mụ hỡnh c bit trc. Hn na cũn c h tr rt mnh bi cỏc phn mm hin nay.+ Nhc im : Trong thc t gp khú khn khi tin hnh xỏc nh cỏc thụng s thc nghim do cỏc iu kin rng buc ca cỏc bin quỏ trỡnh, nh hng ca nhiu.Do ú : Phng phỏp mụ hỡnh hoỏ tt nht l kt hp gia phõn tớch lý thuyt v thc nghim ch ng. Vic phn tớch lý thuyt tỡm ra cu trỳc mụ hỡnh v to c s cho vic ng hng, la chn kiu b iu khin. Bc thc nghim tng hp b iu khin v mụ phng s b nhm ỏnh giỏ cht lng b iu khin trc khi a vo thc t.7 t ài li ệu tham kh ảoPhân loại mô hìnhCó 2 loại :- Mô hình đối tượng có tính tự cân bằng.- Mô hình đối tượng không có tính tự cân bằng a) Mô hình đối tượng có tính tự cân bằng :- Là những đối tượng mà khi xuất hiện giá trị nhiễu đánh bật hệ ra khỏi điểm cân bằng thì hệ sẽ vận động trở về trạng thái cân bằng mà không cần có tác động của điều khiển (tác động bên ngoài). Điều kiện để tín hiệu tự cân bằng là phải có hồi tiếp âm. Ví dụ cho loại mô hình đối tượng có tính tự cân bằng là khâu quán tính bậc nhất và khâu quán tính bậc hai.*. Khâu quán tính bậc nhất :- Khâu quán tính bậc nhất có hàm truyền : ( )1KG sTs=+ với , 0K T >Trong đó K gọi là hệ số khuếch đại và T là hằng số thời gian. Khâu quán tính bậc nhất có hàm quá độ ( ) (1 )tTh t K e−= − với ảnh Lapace ( )( )G sH ss= ( )h t K A 0.632K t T8 t ài li ệu tham kh ảo Hình 1.5 Đặc tính quá độ của khâu quán tính bậc nhất- Xác định ,K T của hàm truyền đạt từ đồ thị ( )h t. Ta kẻ tiếp tuyến với ( )h t tại điểm 0 và gọi góc của đường tiếp tuyến đó là ϕ. Khi đó ta có : tan lim . (s)=lim1s sKs Ks GTs T→∞ →∞ϕ = =+ Khi t → ∞ thì : 0 0 0lim ( ) lim ( ) lim ( ) lim1t s s sKh t sH s G s KTs→∞ → → →= = = =+- Như vậy ta có thể xác định hai tham số ,K T cho hàm truyền đạt ( )G scủa khâu quán tính bậc nhất từ đồ thị hàm quá độ ( )h t:+ Hoành độ của đường tiệm cận với ( )h t khi t → ∞ là giá trị K+ Kẻ tiếp tuyến với ( )h t tại 0t =+ Hoành độ của điểm A trên đường tiếp tuyến mà tại đó có tung độ bằng K sẽ là tham số T cần tìm.*. Khâu quán tính bậc hai :Khâu quán tính bậc hai có hàm truyền đạt : 1 2( )(1 )(1 )KG sT s T s=+ + 1 2T T>- Xác định các tham số 1 2, ,K T T của hàm truyền đạt từ đồ thị ( )h t ( )h t Đường tiếp tuyến ( )z t K Điểm uốn )(uh T U 0 t a b 9 t ài li ệu tham kh ảo Hình 1.6 Đường quá độ cuả khâu quán tính bậc hai Kẻ đường tiếp tuyến ( )z tcủa ( )h t tại điểm uốn thì phương trình điểm uốn là ( ) ( ) tanz t t aϕ= −với alà hoành độ giao điểm của đường tiếp tuyến ( )z t với trục hoành. Gọi blà khoảng thời gian để tiếp tuyến đó đi được từ 0 tới K,ta có : tanKbϕ= và ( )tanuuh Ta Tϕ= −với 1 2 22 1 1lnuTT TTT T T=− (1.5) và 21 2211TT TTT bT− =  ⇒22 12111 1( )TxT TxTbx f xT T−− = = =   (1.6) với 21TxT=(0 1x< < vì 1 2)T T>Ta có 212ln 11 ( )1xxa x x xx f xb x−− −= − =−+ Tìm x thoả mãn 0 1x< < từ ab tức là 12ax fb− =  + Tìm 1T từ x tức là 11( )bTf x=+ Tìm 2T theo 2 1T xT=b) Mô hình đối tượng không có tính tự cân bằng- Là những đối tượng mà khi có sự mất cân bằng giữa VQ và RQ (0V RQ Q Q∆ = − ≠) thì nó sẽ vận động và quá trình vận động này sẽ đưa đối tượng đến trạng thái vận động với tốc độ không đổi ⇒đối tượng không trở về trạng thái cân bằng mà thay đổi với tốc độ không đổi. onstdycdt∞=+ Trạng thái xác lập : V RQ Q=+ Khi 0V RQ Q Q∆ = − ≠ ⇒đối tượng vận động ⇒ onst=K.dyc Qdt∞= ∆⇒ Sự vận động của đối tượng không làm thay đổi tính chất mất cân bằng của đối tượng, y phụ thuộc Q∆ nhưng Q∆ không phụ thuộc y. Tín hiệu chỉ truyền 1 10 [...]... Buk yk = Cxk + Duk Bước 2 : Lựa chon phương pháp thiết kế + Thiết kế hệ thống ở miền tần số : WDT ( s ) hoặc WDT * ( s) - Thiết kế bộ điều khiển động : Luật PI, luật PD, luật PID Thiết kế bộ điều khiển bằng phương pháp tần số cho hệ liên tục Thiết kế bộ điều khiển bằng phương pháp tần số cho hệ rời rạc + Thiết kế hệ thống trong không gian trạng thái ( thiết kế hệ thống trên cơ sở mô hình trạng thái... tích phân có ba thông số cần hiệu chỉnh là K p , TI , TD Việc xác định các thông số thích hợp cho từng đối tượng là bài toán hết sức phức tạp - Do có thành phần vi phân nên hệ thống phản ánh rất mạnh với nhiễu cao tần như vậy để hệ thống làm việc tốt thì phải có bộ lọc nhiễu tốt 2.3 Các phương pháp thiết kế ở miền tần số : 20 t ài li ệu tham kh ảo 2.3.1 Mục đích thiết kế : Thiết kế để có y (t ) = r... là hệ pha cực tiểu 1.3.3 Bậc tương đối của mô hình: - Là hiệu số giữa bậc của tử số và mẫu số của hàm truyền đạt Ví dụ: mô hình có hàm truyền đạt: W (s) = s +1 thì bậc tương đối của mô hình bằng 1 s + s +1 2 CHƯƠNG 2: Thiết kế bộ điều khiển trong miền tần số 2.1 Phát biểu bài toán thiết kế hệ thống điều khiển tự động : 2.1.1 Bài toán thiết kế : Biết : Đối tượng điều khiển - Process : Quá trình công nghệ... 2 2.3.2.3 (2.29) Ví dụ ứng dụng : Thiết kế bộ điều khiển cho đối tượng nhiệt −10 s WDT ( s ) = 2,5e (1 + 150 s)(1 + 14 s )(1 + s ) - Thiết kế bộ điều khiển theo bào toán chuẩn - Thiết kế bộ điều khiển bù T1 = 150(sec) - Thiết kế bộ điều khiển bù T1 = 150(sec); T2 = 14(sec) Bài làm : Ta có : K DT = 2,5 ; T1 = 150(sec); T2 = 14(sec); T3 = 1(sec); Tt = 10(sec) - Thiết kế bộ điều khiển theo bào toán chuẩn... ( jω ) = 1∀ω WK ( jω ) → 1∀ω ⇒ Thiết kế hệ thống để có đường đặc tính tần số của hệ kín WK ( jω ) tối ưu - Phương pháp tối ưu module : Thích hợp cho lớp đối tượng có đặc tính động cơ tỉ lệ : WI ( s ) WI ( s ) = K DT (1 + T01s )(1 + T02 s) (1 + T0 m s ) −Tt s K DT e ≈ (1 + T1s )(1 + T2 s) (1 + Tn s) 1 + T∑ s n m i =1 j =1 T∑ = ∑ Ti + Tt − ∑ TDj - (2.12) (2.13) Phương pháp tối ưu đối tượng : Thích hợp... (2.5) K p : hệ số khuếch đại ∞ + Trạng thái xác lập : U = K p δ U (s) + Hàm truyền đạt : U ( s ) = K p E ( s ) ⇒ W ( s ) = E ( s ) = K p + Hàm truyền tần số : W ( jω )=K p = R(ω ) + jI (ω ) ⇒ R(ω ) = K p ; I (ω ) = 0 I(ω ) + Đặc tính pha tần số : ϕ (ω ) = arctg R(ω ) = 0 ϕ (ω ) là góc lệch pha giữa tín hiệu ra và tín hiệu vào, phụ thuộc vào tần số ϕ (ω ) phản ánh tốc độ xử lý tín hiệu trong lòng phần... LQR: Bộ điều khiển bình phương tuyến tính ( Linear Square Regulator) Bộ quan sát trạng thái - Bước 3 : Xác định tham số và cấu trúc của luật điều khiển Tìm luật điều khiển u(t) 15 t ài li ệu tham kh ảo Bước 4 : Mô phỏng kiểm chứng kết quả thiết kế trên nền MatlabSimulink - Bước 5 : Chọn thiết bị điều khiển ( bộ điều khiển ) + Bộ PID công nghiệp của Omion, Siemens,… + Chọn thiết bị điều khiển khả trình... đọng nhiều hơn.Do vậy công việc thiết kế bộ điều khiển thường bao giờ cũng mang tính thoả hiệp 2.1.2 Các bước thiết kế : u (t ) y (t ) TBCH Đối tượng TBCB Hình 2.3 Đối tượng điều khiển TBCH : Thiết bị chấp hành TBCB : Thiết bị cảm biến - Bước 1 : Mô hình hoá đối tượng điều khiển Sử dụng các cống cụ lí thuyết hoặc thực nghiệm để mô tả toán học đối tượng điều khiển Ta được kết quả : + Mô hình hàm truyền... K p (1 + TD s) + Hàm truyền tần số : W ( jω ) = K p (1 + jTDω ) π + Đặc tính pha tần số : 0 < ϕ = arctg (TDω ) < 2 Ưu điểm : - Tác động nhanh Nhược điểm : - Tồn tại sai lệch tĩnh - Nhạy cảm với nhiễu 2.2.6 Luật tỷ lệ vi tích phân : 19 (2.9) t ài li ệu tham kh ảo Để thiết kế bộ điều khiển mà chỉ dùng riêng lẻ một quy luật thì không đảm bảo được chất lượng, Vì vậy ta phải kết hợp các luật điều khiển... tối ưu Module này có hạn chế là đối tượng phải ổn định,hàm quá độ của nó phải đi từ 0 và có dạng hình chữ S Các đối tượng có hàm truyền phức tạp thường ít sử dụng phương pháp này 2.3.3 Phương pháp tối ưu đối xứng : Phương pháp chọn tham số PID theo nguyên tắc tối ưu đối xưng được xem như là một sự bù đắp cho điểm khiếm khuyết trên của tối ưu Module 2.3.3.1 Bài toán chuẩn : - Mô hình đối tượng : n (2.30) . phương pháp tần số cho hệ liên tục. . Thiết kế bộ điều khiển bằng phương pháp tần số cho hệ rời rạc.+ Thiết kế hệ thống trong không gian trạng thái ( thiết. chon phương pháp thiết kế+ Thiết kế hệ thống ở miền tần số : ( )DTW shoặc *( )DTW s . Thiết kế bộ điều khiển động : Luật PI, luật PD, luật PID . Thiết kế