MATLAB là phần mềm cung cấp môi trường tính toán số và lập trình, do công ty MathWorks thiết kế. MATLAB cho phép tính toán số với ma trận, vẽ đồ thị hàm số hay biểu đồ thông tin, thực hiện thuật toán
BÀI THÍ NGHIỆM HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ Đo trình độ hệ hở, đầu vào hàm nấc Đặt chế độ vịng hở (cơng tắc chế độ hở - kín bật qua hở), dùng biến trở đặc chỉnh công suất 30% , ghi nhiệt độ lò phút khoảng 30 phút vào bảng Bảng 1: trình độ T(min ) ToC T(min ) ToC T(min ) ToC 10 30 30,6 32,8 35,1 38,1 40,6 44,1 47,5 51 53,2 55,1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 56,5 58,4 59,9 60,8 62,1 63,3 63,9 64,2 64,7 65,1 65,1 22 23 24 25 26 27 28 29 30 65,7 66 66,1 66,1 66,6 66,7 66,8 66,6 67 Vẽ đặc tính độ nhiệt độ: Đặc tính độ nhiệt độ ngõ ToC 80 70 60 50 40 30 20 10 L T 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Nhận xét: Đường cong nhận có dạng tuyến tính giống với đường cong lý thuyết, sai số phép đo có thê chấp nhận Thời gian trễ: L=1,9(s) Thời hằng: T =12,2−1,9=10,3( s) 67−30 Hệ số khuếch đại : K= 30 % =1,23 Vậy công thức Ziegler-Nichois xấp xỉ hàm truyền lị có dạng: H ( s )= 1,23 (10,3 s+1)(1,9 s+ 1) Điềukhiển ON – 0FF Dùng quạt để hạ nhiệt độ lò xuống 50℃ , đặc chế độ vịng KÍN, chuyển cơng tắc phương pháp điều khiển sang ON-OFF, bật công tắc ĐO-ĐẶT sang ĐẶT, chỉnh biến trở để có nhiệt độ đặt T(℃ ¿=100℃ Bật cơng tắc ĐO-ĐẶT sang ĐO để thí nghiệm Đóng điện lị, ghi q trình tăng nhiệt 30 phút Bảng 2: Điều khiển ON-OFF T(min) 10 11 T C 51,1 54,1 59,6 64 65,1 63,7 64,2 62,6 60,4 59,1 58,6 60,7 % CS 104,1 103,9 103,4 6,2 6,2 6,2 6,2 6,2 6,2 6,2 103,6 103,1 T(min) 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 T 0C 63,7 63,9 63,2 62,4 61,1 59,7 58,5 60,6 61,1 62,4 62,2 60,4 % CS 6,2 6,3 6,2 6,1 6,2 6,2 103,8 6,2 6,2 6,2 6,2 6,2 T(min) 24 25 26 27 28 29 30 T C 59,1 59 62,3 63,1 62,9 63 61,2 % CS 103,7 103,7 6,2 6,2 6,2 6,2 6,2 120 100 80 60 40 20 0 10 15 20 T(oC) 25 30 35 %CS Điềukhiểntuyếntính Vẫn giữ nhiệt độ đặt 100℃ , chuyển công tắc phương pháp điều khiển sang tuyến tính (PI) Đo 30 phút Bảng 3: Điều khiển tuyến tính (P) T(min) 10 11 T C 47 50 57,1 61,5 65,1 64,5 64,3 63,9 62,9 61,8 61,3 62,5 % CS 104,3 104,1 102,4 40,9 1,9 2,4 2,2 6,3 31,7 44,2 42,2 31,3 T(min) 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 T C 62,1 62,7 63,2 62,5 62,2 61,6 62,2 62,7 62,2 61,7 62,5 62,6 % CS 26 22,4 24,7 27,1 32,2 30,8 28,4 30,3 28,3 25,5 29,7 28,9 T(min) 24 25 26 27 28 29 30 T C 63,1 62,4 63,3 62,5 62,9 62,5 62,5 % CS 30,8 29,6 29,5 32,7 29,6 28,7 32,7 120 100 80 T(oC) %CS 60 40 20 0 10 15 20 25 30 35 Điều khiển PID: Từ thí nghiệm vịng hở lị ta có: L=1,9; T=10,3; K=1,23 → K p =1,2 K i= T 10,3 =1,2 =5,289 L K 1,9∗1,23 K p 5,289 = =1,39 L 2,1,9 ; Kd= K p L 5,289∗1,9 = =5,025 2 Ta sử dụng lò số với điều khiển nhiệt độ OMRON- E5AJ, cài đặt thông số Đo lại nhiệt độ ló 30 phút Bảng 4: Bộ điều khiển PID T(min) 10 ToC 33 34 36 40 43 45 46 47 45 45 44 T(min) 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 ToC 44 44 44 44 43 43 42 42 41 40 40 T(min) 22 23 24 25 26 27 28 29 30 ToC 40 40 41 42 43 43 43 44 44 Đồ thị ló số ToC 50 45 40 35 30 25 20 15 10 0 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Nhận xét: e(xl) = 42 – 33 = POT = 49−42 ∗100 = 16,67 % 42 T(qđ) = 15 (min) Thời gian độ PID chậm nhiều so với điều khiển ON- OFF, nhanh chút so với điều khiển tuyến tính