BÁO cáo THÍ NGHIỆM cơ sở điều KHIỂN tự ĐỘNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CƠ SỞ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG GVHD: Lê Quang Thuần Nhóm: Sinh viên: TPHCM, tháng năm 2020 BÀI 1: KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ THỐNG Ngày thực thí nghiệm:4/6/2020 I Kết thí nghiệm: Đáp ứng số tốc độ động DC: Bảng Dữ liệu thí nghiệm cho đáp ứng tần số tốc độ động DC Lần chạy Tần số (rad/s) 0.4 75.18 37.52 -0.714 -16.36 0.6 73.84 37.36 -0.688 -23.65 0.8 70.52 36.97 -0.537 -24.61 69.38 36.82 -0.487 -27.90 62.35 35.90 -0.353 -40.45 43.55 32.78 -0.275 -63.03 28.43 29.07 -0.218 -74.94 8 20.58 26.27 -0.189 -86.63 10 15.65 23.89 -0.158 -90.68 10 20 7.97 18.03 -0.102 -116.88 Ac Ac ¿ (dB)=20 log( Ar Ar Ac / Ar Ac / Ar (dB) ω Φ(độ)=360 ● Hình ảnh mơ tần số 0.4 (rad/s) ● Hình ảnh mơ tần số 0.6 (rad/s) ∆t 2π ∆t (s) φ (đợ) ● Hình ảnh mơ tần số 0.8 (rad/s) ● Hình ảnh mơ tần số (rad/s) ● Hình ảnh mơ tần số (rad/s) ● Hình ảnh mơ tần số (rad/s) ● Hình ảnh mơ tần số (rad/s) ● Hình ảnh mơ tần số (rad/s) ● Hình ảnh mơ tần số 10 (rad/s) Đáp ứng tần số vị trí động DC: Bảng Dữ liệu thí nghiệm cho đáp ứng tần số vị trí động DC Lần chạy Tần số (rad/s) AC/Ar AC/Ar (dB) ∆t (s) φ (độ) 0.4 1148.18 61.2 -4.00 -91.67 0.6 717.79 57.12 -2.754 -94.68 0.8 576.1 55.21 -2.100 -96.26 447.71 53.02 -1.796 -102.90 227.77 47.15 -1.030 -118.03 65.46 36.32 -0.564 -129.26 32.28 30.18 -0.401 -137.85 8 17.30 24.76 -0.317 -145.30 10 12.36 21.84 -0.279 -159.86 10 20 3.19 10.08 -0.155 -177.62 ● Hình ảnh mơ tần số 0.4 (rad/s) ● Hình ảnh mơ tần số 0.6 (rad/s) ● Hình ảnh mơ tần số 0.8 (rad/s) ● Hình ảnh mơ tần số (rad/s) ● Hình ảnh mơ tần số (rad/s) ● Hình ảnh mơ tần số (rad/s) ● Hình ảnh mơ tần số (rad/s) ● Hình ảnh mơ tần số (rad/s) ● Hình ảnh mơ tần số 10 (rad/s) ● Hình ảnh mơ tần số 20 (rad/s) Khảo sát đáp ứng nấc tốc độ động DC: Bảng Dữ liệu thí nghiệm cho đáp ứng tốc độ động DC theo thời gian với điện áp đầu vào khác τ Lần Điện áp Tốc độ xác lập K chạy đợng (V) (vịng/phút) 600 0.83 0.48 7.2 9.6 845 0.88 0.49 12 1087 0.91 0.47 14.4 1322 0.92 0.48 16.8 1568 0.93 0.49 Giá trị trung bình ● Hình ảnh mơ lần chạy ● Hình ảnh mơ lần chạy ● Hình ảnh mơ lần chạy ● Hình ảnh mơ lần chạy 0.894 0.482 KP = 0.05 KP = 0.1 KP = 0.2 KP = 0.5 b Khảo sát ảnh hưởng tham số KI Bảng Khảo sát ảnh hưởng tham số KI (KP = 0.02, KD = 0) KI 0.002 0.005 0.008 0.01 0.02 Thời gian lên (s) 0.315 0.305 0.295 0.29 0.285 Thời gian xác lập (s) Độ vọt lố (%) 1.715 1.71 1.83 1.76 2.555 37.7 43.7 49.2 53.2 70.5 42 25 30.9 13 21 Sai số xác lập (độ) ● Hình ảnh mơ KI = 0,002 KI = 0,005 KI = 0,008 KI = 0,01 KI = 0,02 c Khảo sát ảnh hưởng tham số KD Bảng Khảo sát ảnh hưởng tham số KD (KP = 0.02, KI = 0.02) KD 0.0005 0.0008 0.001 0.002 0.005 Thời gian lên (s) 0.29 0.295 0.295 0.315 0.435 Thời gian xác lập (s) 1.885 1.69 1.69 2.51 8.02 Độ vọt lố (%) 60.8 56.6 53.3 41.7 20.6 Sai số xác lập (độ) 19.9 12.5 4.6 8.6 ● Hình ảnh mơ KD = 0.0005 KD = 0.0008 KD = 0.001 KD = 0.002 KD = 0.005 d Khảo sát ảnh hưởng thời gian lấy mẫu T Bảng Khảo sát ảnh hưởng tham số T (KP = 0.005, KI = 0.002, KD = 0.0002) T 0.005 0.01 0.03 0.05 0.1 Thời gian lên (s) 1.205 5.31 5.76 3.1 2.1 Thời gian xác lập (s) Độ vọt lố (%) 1.82 6.2 6.6 4.1 3.1 10.6 14 5.9 4.4 Sai số xác lập (độ) 122.7 106 140 59 44 ● Hình ảnh mơ T = 0.005 T = 0.01 T = 0.03 T = 0.05 T = 0.1 II.Báo cáo, nhận xét kết thí nghiệm: Dựa vào kết thí nghiệm mục 5.1, nhận xét ảnh hưởng tham số K P , K I thời gian lấy mẫu lên chất lượng hệ thống điều khiển tốc độ động - Ảnh hưởng Kp: thay đổi Kp làm ảnh hưởng sai số xác lập (tăng Kp làm giảm sai số xác lập) →Thay đổi Kp giảm sai số xác lập nên làm tăng chất lượng hệ thống tăng tới giá trị định - Ảnh hượng KI : thay đổi KI làm ảnh hưởng đến thời gian lên thời gian xác lập →Thay đổi KI làm hệ thống nhanh đạt trạng thái xác lâp hơn, loại bỏ sai số xác lập xuất vọt lố - Ảnh hưởng thời gian lấy mẫu T: thay đổi thời gian lấy mẫu T làm ảnh hướng tới độ vọt lố →Thay đổi thời gian lấy mẫu T làm tăng đột vọt lố nên làm giảm chất lượng hệ thống Dựa vào kết thí nghiệm mục 5.2, nhận xét ảnh hưởng tham số K P , K I , K D thời gian lấy mẫu lên chất lượng hệ thống điều khiển vị trí động - Ảnh hưởng Kp: thay đổi Kp làm ảnh hưởng sai số xác lập (tăng Kp làm giảm sai số xác lập) →Thay đổi Kp giảm sai số xác lập nên làm tăng chất lượng hệ thống tăng tới giá trị định - Ảnh hượng KI : thay đổi KI làm ảnh hưởng đến sai số xác lập độ vọt lố →Thay đổi KI làm giảm sai số xác lập hệ thống làm tăng độ vọt lố dẫn đến làm giảm chất lượng hệ thống - Ảnh hượng K D : thay đổi K Dlàm ảnh hưởng đến độ vọt lố →Thay đổi K D làm giảm độ vọt lố hệ thống nên làm tăng chất lượng hệ thống - Ảnh hưởng thời gian lấy mẫu T: thay đổi thời gian lấy mẫu T làm ảnh hướng tới sai số xác lập →Thay đổi thời gian lấy mẫu T làm tăng sai số xác lập nên làm giảm chất lượng hệ thống BÀI 4: ĐIỀU KHIỂN ĐỐI TƯỢNG CÓ TẠO TRỄ Ngày thực thí nghiệm: 29/4/2021 I Kết thí nghiệm: Tìm thơng số lị nhiệt: ● Chạy mơ ta có: K 2.65 Bảng 1.Giá trị K, T1, T2 T1 82.4 T2 584 Điều khiển PID theo phương pháp Ziegler-Nichols: Bộ điều khiển P PI PID Bảng 2.Hàm truyền điều khiển PID Kp PID(s)=Kp+ Ti +(KpTd)s s Kp=2.67 Kp= 2.407 Kp= 3.209 Ki=0 Ki= 0.009 Ki= 0.019 KD=0 KD=0 KD=132.2108 Bảng Chất lượng hệ thống điều khiển Bộ điều khiển Thời gian xác lập(s) Đột vọt lố(%) Sai số xác lập P 662 12.01 7.15 PID 935 27 Ta có mơ cho điều khiển P ( màu đỏ) PID ( màu xanh dương) II Báo cáo, nhận xét kết thí nghiệm: Từ bảng số liệu Bảng 1, viết hàm truyền lò nhiệt? - Hàm truyền: G ( s )= − T1 s − 82.4 s Ke 2.65 e = T s+ 584 s+ Dựa vào kết thí nghiệm Nhận xét chất lượng hệ thống (độ vọt lốt, thời gian độ, sai số xác lập) cho điều khiển P,PID Bộ điều khiển tốt nhất? Tại sao? - Bộ điều khiển P có độ vọt lố thời gian xác lập nhỏ so với điều PID sai số xác lập lại - Bộ điều khiển PID tốt ta thay đổi giá trị đáp ứng tốt ...BÀI 1: KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ THỐNG Ngày thực thí nghiệm: 4/6/2020 I Kết thí nghiệm: Đáp ứng số tốc độ động DC: Bảng Dữ liệu thí nghiệm cho đáp ứng tần số tốc độ động DC Lần chạy Tần số... cần đo giá trị ω nhỏ để giảm sai số BÀI 3: KHẢO SÁT BỘ ĐIỀU KHIỂN PID SỐ Ngày thực thí nghiệm: 22/4/2021 I.Kết thí nghiệm: Điều khiển tốc độ động DC: a Khảo sát ảnh hưởng tham số KP Bảng Khảo sát... 0.05 T = 0.1 II .Báo cáo, nhận xét kết thí nghiệm: Dựa vào kết thí nghiệm mục 5.1, nhận xét ảnh hưởng tham số K P , K I thời gian lấy mẫu lên chất lượng hệ thống điều khiển tốc độ động - Ảnh hưởng