Báo cáo khảo sát lò nhiệt thí nghiệm với sự thay đổi kp (nhiệt độ đặt 50; kd = 0 001; ki = 0 1)

 Trong trường hợp có vọt lố, vọt lố tăng làm thời gian xác lập tăng..  Thực tế khi tăng Kp:  Sai số xác lập hầu như không thay đổi..  Sai số xác lập hầu như không thay đổi..  Thực t

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN

-⸙∆⸙ -

BÁO CÁO KHẢO SÁT LÒ NHIỆT

GVHD: Nguyễn Văn Đông Hải

SVTH: Phạm Thị Kim Thư

MSSV: 20151576

Tp Hồ Chí Minh tháng 4 năm 2023

Mục lục

Danh mục bảng 2

Danh mục hình 3

1.Thí nghiệm với sự thay đổi Kp (Nhiệt độ đặt: 50; Kd = 0.001; Ki = 0.1) 4

2.Thí nghiệm với sự thay đổi Ki (Nhiệt độ đặt: 50; Kd = 0.001; Kp = 1) 7

3.Thí nghiệm với sự thay đổi Kd (Nhiệt độ đặt: 50; Ki = 0.1; Kp = 1) 10

4.Thí nghiệm thay đổi nhiệt độ đặt: ( Kp =1, Kd =0.001, Ki =0.1 ) 13

5.Câu hỏi mở 15

Danh mục bảng

Bảng 1 Các thông số khi thay đổi Kp 6

Bảng 2 Các thông số khi thay đổi Ki 9

Bảng 3 Các thông số khi thay đổi Ki 12

Bảng 4 Các thông số khi thay đổi giá trị đặt 14

Danh mục hình

Hình 1 Đáp ứng ngõ ra khi Kp=1 4

Hình 2 Đáp ứng ngõ ra khi Kp = 2 4

Hình 3 Đáp ứng ngõ ra khi Kp = 3 5

Hình 4 Đáp ứng ngõ ra khi Kp = 4 5

Hình 5 Đáp ứng ngõ ra khi Kp = 5 6

Hình 6 Đáp ứng ngõ ra khi Ki = 0.1 7

Hình 7 Đáp ứng ngõ ra khi Ki = 0.15 7

Hình 8 Đáp ứng ngõ ra khi Ki = 0.2 8

Hình 9 Đáp ứng ngõ ra khi Ki = 0.25 8

Hình 10 Đáp ứng ngõ ra khi Ki = 0.3 9

Hình 11 Đáp ứng ngõ ra với Kd = 0.001 10

Hình 12 Đáp ứng ngõ ra với Kd = 0.002 10

Hình 13 Đáp ứng ngõ ra với Kd = 0.003 11

Hình 14 Đáp ứng ngõ ra với Kd = 0.004 11

Hình 15 Đáp ứng ngõ ra với nhiệt độ đặt là 50 13

Hình 16 Đáp ứng ngõ ra với nhiệt độ đặt là 40 13

1.Thí nghiệm với sự thay đổi Kp (Nhiệt độ đặt: 50; Kd = 0.001; Ki = 0.1)

Hình 1 Đáp ứng ngõ ra khi Kp=1

Hình 2 Đáp ứng ngõ ra khi Kp = 2

Hình 3 Đáp ứng ngõ ra khi Kp = 3

Hình 4 Đáp ứng ngõ ra khi Kp = 4

Hình 5 Đáp ứng ngõ ra khi Kp = 5

Bảng 1 Các thông số khi thay đổi Kp

Kp 1 2 3 4 5

POT (%) 3.31 3.79 4.23 6.22 7.39

e xl ( o C) 0.15 0.15 0.15 0.1 0.15

t xl (s) 400.5 597 615 970.5 979.5

Nhận xét:

 Theo lý thuyết khi tăng Kp:

 Sai số xác lập giảm đi

 Trong trường hợp có vọt lố, vọt lố tăng làm thời gian xác lập tăng

 Thực tế khi tăng Kp:

 Sai số xác lập hầu như không thay đổi

 Vọt lố tăng khi tăng Kp

 Thời gian xác lập tăng lên do vọt lố tăng lên

2.Thí nghiệm với sự thay đổi Ki (Nhiệt độ đặt: 50; Kd = 0.001; Kp = 1)

Hình 6 Đáp ứng ngõ ra khi Ki = 0.1

Hình 7 Đáp ứng ngõ ra khi Ki = 0.15

Hình 8 Đáp ứng ngõ ra khi Ki = 0.2

Hình 9 Đáp ứng ngõ ra khi Ki = 0.25

Hình 10 Đáp ứng ngõ ra khi Ki = 0.3

Bảng 2 Các thông số khi thay đổi Ki

Ki 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 POT (%) 3.31 92.19 101.78 115.75 *

e xl ( o C) 0.15 0.1 0.02 0.02 *

t xl (s) 400.5 1095 900 1500 *

*: Không xác định

Nhận xét:

 Theo lý thuyết khi tăng Ki:

 Triệt tiêu dần dần sai số xác lập

 Hệ thống dao động nhiều gây nguy cơ mất ổn định

 Thực tế khi tăng Ki:

 Sai số xác lập giảm đi, ngõ ra gần như bằng giá trị đặt

 Quan sát thấy vọt lố tăng cao, hệ dao động nhiều

 Khi Ki = 0.3 đáp ứng của hệ bị trễ và hệ không ổn định

3.Thí nghiệm với sự thay đổi Kd (Nhiệt độ đặt: 50; Ki = 0.1; Kp = 1)

Hình 11 Đáp ứng ngõ ra với Kd = 0.001

Hình 12 Đáp ứng ngõ ra với Kd = 0.002

Hình 13 Đáp ứng ngõ ra với Kd = 0.003

Bảng 3 Các thông số khi thay đổi Kd

Kd 0.001 0.002 0.003 0.004

POT (%) 3.31 3.21 2.97 2.29

e xl ( o C) 0.15 0.1 0.1 0.1

t xl (s) 400.5 468 484.5 600

Nhận xét:

 Theo lý thuyết khi tăng Kd:

 Hệ có xu hướng không thay đổi nhiều, ít dao động

 Vọt lố giảm

 Thời gian xác lập tăng

 Thực tế khi tăng Kd:

 Vọt lố giảm nhưng không giảm nhiều

 Sai số xác lập hầu như không thay đổi

 Thời gian xác lập tăng

 Hệ ít dao động, ổn định

4.Thí nghiệm thay đổi nhiệt độ đặt: ( Kp =1, Kd =0.001, Ki =0.1 )

Hình 15 Đáp ứng ngõ ra với nhiệt độ đặt là 50

Bảng 4 Các thông số khi thay đổi giá trị đặt

T d ( o C) 50 40

POT (%) 3.31 19.85

e xl ( o C) 0.15 3.23

t xl (s) 400.5 831

Nhận xét:

 Theo lý thuyết, cùng một bộ PID khi thay đổi giá trị đặt, chất lượng hoạt động của

hệ thống sẽ giảm xuống

 Thực tế khi thay đổi giá trị đặt:

 Vọt lố tăng lên đáng kể

 Sai số xác lập lớn

 Thời gian xác lập tăng

 Hệ thống ổn định nhưng không đạt chất lượng tốt

5.Câu hỏi mở

1 Vì sao ta áp dụng điều khiển PID số/ rời rạc cho hệ lò nhiệt trên phòng thí nghiệm thay vì PID liên tục?

Vì bộ PID rời rạc đọc sai số, tính toán và xuất ngõ ra điều khiển theo một khoảng thời gian xác định (không liên tục) – thời gian lấy mẫu T Bộ điều khiển PID số có khả năng xuất tín hiệu ngõ ra dựa trên giá trị trước đó của sai số cũng như tốc độ thay đổi sai

số Điều này giúp cho quá trình điều khiển chính xác và ổn định hơn

2 Điều gì xảy ra nếu thời gian kích góc mở nhỏ hơn 1ms hoặc lớn hơn 9ms? (Vì sao trong thí nghiệm, sinh viên chỉ giới hạn góc kích trong khoảng 1ms đến 9ms)

Vì mỗi bán kỳ của nguồn 220V là 10ms, qua mỗi bán kỳ phải kích lại cho triac dẫn Nên nếu góc kích mở nằm ngoài khoảng 1ms đến 9ms thì không đủ áp kích cho triac dẫn hoặc vượt qua ngoài bán kỳ của điện áp 220V

3 Mạch khuếch đại trong thí nghiệm là bao nhiêu? Nếu sinh viên được lựa chọn mạch dịch mức và khuếch đại mong muốn thì điện áp dịch mức và hệ số khuếch đại bạn

mong muốn là bao nhiêu? Vì sao?

4 Mạch phát hiện điểm 0 gửi tín hiệu báo về ngắt ngoài bao lâu 1 lần? vì sao?

Mạch phát hiện điểm 0 gửi tín hiệu báo về ngắt ngoài 0.01s một lần, vì chu kỳ của điện áp nguồn là 0.02s, mỗi chu kỳ sẽ có 2 lần điện áp về 0V nên khoảng thời gian giữa 2 lần mạch phát hiện điểm 0 gửi tính hiệu về là 0.01s

5 Thời gian lấy mẫu trong thí nghiệm là bao nhiêu? Những bất lợi có thể xảy ra nếu chọn thời gian lấy mẫu quá lớn hoặc quá nhỏ?

Thời gian lấy mẫu trong thí nghiệm là 1.5s Do đáp ứng của lò nhiệt chậm nên nếu chọn thời gian lấy mẫu quá lớn hoặc quá nhỏ thì có khả năng sẽ tăng vọt lố, hệ dao động nhiều hơn, đáp ứng kém