26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 65 Phương pháp Ziegler Phương pháp Ziegler − − Nichols. Trường hợp 1 Nichols. Trường hợp 1 Xác đònh thông số bộ điều khiển PID dựa vào đáp ứng nấc của hệ hở Đối tượng r(t) c(t) K t c(t) T 1 T 2 26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 66 Phương pháp Zeigler Phương pháp Zeigler − − Nichols. Trường hợp 1 Nichols. Trường hợp 1 Bộ điều khiển PID: ++= sT sT KsG D I PC 1 1)( R(s) + − C(s) Đối tượngPID 26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 67 Phương pháp Ziegler Phương pháp Ziegler − − Nichols. Trường hợp 1 Nichols. Trường hợp 1 Thí dụ: Hãy thiết kế bộ điều khiển PID điều khiển nhiệt độ của lò sấy, biết đặc tính quá độ của lò sấy thu được từ thực nghiệm có dạng như sau: 150 t (min) c(t) 8 24 024.0 150480 1440 2.12.1 1 2 = × == KT T K P sec96048022 1 =×== TT I sec2404805.05.0 1 = ×== TT D ++= s s sG PID 240 960 1 1024.0)( 150= K sec1440min24 2 ==T sec480min8 1 ==T 26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 68 Phương pháp Ziegler Phương pháp Ziegler − − Nichols. Trường hợp 2 Nichols. Trường hợp 2 Xác đònh thông số bộ điều khiển PID dựa vào đáp ứng của hệ kín ở biên giới ổn đònh Đối tượng + − K c(t) t T gh K gh 26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 69 Phương pháp Ziegler Phương pháp Ziegler − − Nichols. Trường hợp 2 Nichols. Trường hợp 2 Bộ điều khiển PID: ++= sT sT KsG D I PC 1 1)( R(s) + − C(s) Đối tượngPID 26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 70 Phương pháp Ziegler Phương pháp Ziegler − − Nichols. Trường hợp 2 Nichols. Trường hợp 2 Thí dụ: Hãy thiết kế bộ điều khiển PID điều khiển vò trí góc quay của động cơ DC, biết rằng nếu sử dụng bộ điều khiển tỉ lệ thì bằng thực nghiệm ta xác đònh được khi K=20 vò trí góc quay động cơ ở trạng thái xác lập là dao động với chu kỳ T= 1 sec. ++= s s sG PID 5.0 125.0 1 112)( 20= gh K sec1= gh T Theo dữ kiện đề bài Theo pp Zeigler – Nichols: 12206.06.0 = × == ghP KK sec5.015.05.0 = ×== ghI TT sec125.01125.0125.0 = × == ghD TT 26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 71 Phương pháp giải tích thiết kế bộ điều khiển PID Phương pháp giải tích thiết kế bộ điều khiển PID Thí dụ: Hãy xác đònh thông số của bộ điều khiển PID sao cho hệ thống thỏa mãn yêu cầu: − Hệ có cặp nghiệm phức với ξ =0.5 và ω n =8. − Hệ số vận tốc K V = 100. Giải: Hàm truyền bộ điều khiển PID cần thiết kế: sK s K KsG D I PC ++=)( 26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 72 Phương pháp giải tích thiết kế bộ điều khiển PID Phương pháp giải tích thiết kế bộ điều khiển PID Hệ số vận tốc của hệ sau khi hiệu chỉnh: ++ ++== →→ 10010 100 lim)()(lim 2 00 ss sK s K KssGssGK D I P s C s V IV KK = ⇒ Theo yêu cầu đề bài K V = 100 100= I K ⇒ Phương trình đặc trưng của hệ sau khi hiệu chỉnh: 0 10010 100 1 2 = ++ +++ ss sK s K K D I P ⇒ 0100)100100()10010( 23 =+++++ IPD KsKsKs (1) . Hồng - ÐHBK TPHCM 71 Phương pháp giải tích thiết kế bộ điều khiển PID Phương pháp giải tích thiết kế bộ điều khiển PID Thí dụ: Hãy xác đònh thông số của bộ điều khiển PID sao cho hệ thống. dụ: Hãy thiết kế bộ điều khiển PID điều khiển vò trí góc quay của động cơ DC, biết rằng nếu sử dụng bộ điều khiển tỉ lệ thì bằng thực nghiệm ta xác đònh được khi K=20 vò trí góc quay động cơ. H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 72 Phương pháp giải tích thiết kế bộ điều khiển PID Phương pháp giải tích thiết kế bộ điều khiển PID Hệ số vận tốc của hệ sau khi hiệu chỉnh: ++ ++== →→ 10010 100 lim)()(lim 2 00 ss sK s K KssGssGK D I P s C s V IV KK