Ghép nối điều khiển động cơ một chiều bằng máy tính

Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Đức Thành LỜI NÓI ĐẦU Trong trình công nghiệp hóa – đại hóa đất nước Tự động hóa yếu tố thiếu công nghiệp đại Nói đến tự động hóa máy tính công cụ hổ trợ đắc lực thiếu nhiều lónh vực, đặc biệt đo lường điều khiển Việc ứng dụng máy tính vào kỹ thuật đo lường điều khiển đem lại nhiều kết đầy tính ưu việt Các thiết bò, hệ thống đo lường điều khiển ghép nối với máy tính có độ xác cao, thời gian thu thập liệu ngắn Nhưng điều đáng quan tâm mức độ tự động hóa việc thu thập xử lý kết đo, kể việc lập bảng thống kê, đồ họa, in kết Để đo lường điều khiển hệ thống thiết bò ghép nối với máy tính, có chương trình nạp vào máy tính để xử lý điều khiển trình hoạt động hệ thống Việc ứng dụng máy tính vào hệ thống truyền động điều khiển vò trí ngày phổ biến Ví dụ dây truyền lắp ráp sản phẩm kỹ thuật cao, việc gia công sản phẩm có hình dáng, kích thước vẽ trước máy tính, cấu truyền động cho tay máy, người máy, cấu ăn dao máy cắt gọt kim loại, quay anten, kính viễn vọng, hệ bám, tùy động, … Với máy tính, người điều khiển quan sát trình hoạt động hệ thống, kiểm soát can thiệp có cố Đồng thời ta truyền số liệu sang máy tính khác mạng để xử lý Các hệ thống truyền động điều khiển vò trí có sử dụng máy tính có nhiều tính ưu việt hơn: người ta thay đổi thông số kỹ thuật cách dễ dàng, ví dụ thay đổi góc quay anten, thay đổi số vòng quay motor để dừng vò trí mong muốn SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh Hải http://www.ebook.edu.vn Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Đức Thành YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI Tìm hiểu động chiều (DC) phương pháp điều khiển tốc độ động DC Tìm hiểu hệ thống truyền động điều khiển vò trí động DC Tìm hiểu loại cảm biến vò trí Dùng Simulink phần mềm Matlab để mô hệ thống điều khiển vò trí Thiết kế thi công Card mở rộng giao tiếp với máy tính, gồm có: ngõ vào/ra số, biến đổi D/A A/D Thiết kế thi công mạch điều rộng xung, mạch công suất điều khiển tốc độ động DC Tìm hàm truyền động thông số cần cho việc điều khiển vò trí Chương trình điều khiển kết thi công với yêu cầu vò trí đặt gồm nhiều vò trí điều khiển theo hàm nấc hàm tam giác(dốc) ,hàm parapol với hệ số góc, tọa độ đỉnh chu kỳ điều khiển thay đổi SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh Hải http://www.ebook.edu.vn Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Đức Thành MỤC LỤC Trang PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ BẰNG MÁY TÍNH CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I MỤC ĐÍCH ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ II SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ ĐỘNG CƠ DC BẰNG MÁY TÍNH III SƠ ĐỒ KHỐI CÔNG SUẤT ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC CHƯƠNG II: MỘT SỐ THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ I ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ BẰNG PHƯƠNG PHÁP TÁC ĐỘNG NHANH 11 Nguyên tắc xây dựng 11 Hệ điều chỉnh vò trí tuyến tính 14 Điều chỉnh vò trí tối ưu theo thời gian 17 II THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN PID 19 Điều khiển liên tục 19 Dạng rời rạc hiệu chỉnh PID 21 a Sự hiệu chỉnh thực tế điều khiển 22 b Kỹ thuật antiwindup tích phân 22 c Chức cụ thể thành phần PID 26 III PHƯƠNG PHÁP PHÂN BỐ CỰC 33 CHƯƠNG III: CẢM BIẾN VỊ TRÍ I GIỚI THIỆU CHUNG 35 II ĐO LƯỜNG VỊ TRÍ 36 Cảm biến vò trí dùng Chiết áp 37 Cảm biến vò trí dùng Biến áp vi sai LVDT 39 Cảm biến vò trí sử dụng Selsyn 40 Bộ giải góc (resolvers) 43 Các loại cảm biến vò trí có ngõ số để giao tiếp trực tiếp với máy tính 44 a Bộ chuyển đổi số 44 a.1/ Bộ mã hóa số trực tiếp 44 a.2/ Bộ mã hóa xung, tần số thời gian 45 a.3/ Bộ mã hóa tương tự sang số (bộ chuyển đổi A/D) 45 a.4/ Bộ chuyển đổi A/D 46 SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh Hải http://www.ebook.edu.vn Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Đức Thành b Encoder số 46 b.1/ Encoder tiếp xúc 46 b.2/ Encoder từ trường 46 b.3/ Encoder quang 46 b.4/ Ưu điểm Encoder số 49 CHƯƠNG IV: ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ I ĐẶC TÍNH CƠ TĨNH CỦA ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 50 II SƠ LƯC VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC 54 Điều khiển điện áp phần ứng 54 Điều khiển từ thông 55 Điều khiển hỗn hợp điện áp phần ứng từ thông kích từ 56 Điều khiển điện trở phần ứng 57 III KHỞI ĐỘNG 57 IV CÁC TRẠNG THÁI HÃM 58 Hãm tái sinh 58 Hãm động 59 Hãm ngược 62 V HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỪ ĐỘC LẬP CÓ HÃM 63 CHƯƠNG V: CARD MỞ RỘNG GIAO TIẾP VỚI MÁY TÍNH I GIỚI THIỆU CHUNG 64 II SỰ SẮP XẾP CHÂN TRÊN RÃNH CẮM 64 III SỰ GIÃI MÃ ĐỊA CHỈ CỦA MÁY TÍNH PC/AT 69 IV SƠ ĐỒ KHỐI CỦA CARD MỞ RỘNG 70 V THIẾT KẾ CARD MỞ RỘNG GIAO TIẾP VỚI MÁY TÍNH 80 PHẦN II : THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG I GHÉP NỐI GIỮA ĐỘNG CƠ VÀ CẢM BIẾN 86 Mô hình 86 Cảm biến vò trí ghép nối với động DC 86 II SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ 88 III MẠCH ĐỘNG LỰC 88 IV XÁC ĐỊNH HÀM TRUYỀN ĐỘNG CƠ 96 V CÁC LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ 98 Lưu đồ giải thuật hiệu chỉnh PID rời rạc 98 Lưu đồ giải thuật chương trình điều khiển vò trí SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh Hải http://www.ebook.edu.vn Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Đức Thành với vò trí đặt vò trí hàm nấc 99 Lưu đồ giải thuật chương trình điều khiển vò trí với vò trí đặt nhiều vò trí hàm nấc 100 Lưu đồ giải thuật chương trình điều khiển vò trí với vò trí đặt hàm dốc 101 Lưu đồ giải thuật chương trình điều khiển vò trí với vò trí đặt xung tam giác 104 Lưu đồ giải thuật chương trình điều khiển vò trí với vò trí đặt hàm parabol 106 PHẦN III : KẾT QUẢ THI CÔNG I PHÂN TÍCH SAI SỐ XÁC LẬP 108 II DÙNG SIMULINK CỦA MATLAB CHẠY MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ ĐỘNG CƠ DC 111 Trường hợp đầu vào hệ thống hàm nấc 111 a/ Hiệu chỉnh PID khâu tích phân I có khâu bảo hòa (aniwindup) 111 b/ Hiệu chỉnh PID khâu tích phân I khâu bảo hòa (không sử dụng aniwindup) 115 c/ Khi hệ thống sử dụng khâu chết 117 Trường hợp đầu vào hệ thống hàm dốc 118 a/ Hiệu chỉnh PID khâu tích phân I có khâu bảo hòa (aniwindup) 118 b/ Hiệu chỉnh PID khâu tích phân I khâu bảo hòa (không sử dụng aniwindup) 120 c/ Khi hệ thống sử dụng khâu chết 121 Trường hợp đầu vào hệ thống hàm parabol 121 Nhận xét chung 124 II CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 125 Vò trí đặt nhiều vò trí hàm nấc 125 Vò trí đặt hàm dốc 126 Vò trí đặt hàm parabol 126 Giao diện menu ‘Nhập thông số’ 127 Kết thi công 128 a/ Vò trí đặt hàm nấc 128 b/ Vò trí đặt hàm dốc 131 c/ Vò trí đặt hàm parabol 137 Kết luận 144 PHẦN IV : PHỤ LỤC A CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VIẾT BẰNG PHẦN MỀM DELPHI B TÀI LIỆU THAM KHẢO SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh Hải http://www.ebook.edu.vn Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Đức Thành PHẦN I GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ BẰNG MÁY TÍNH CHƯƠNG I :TỔNG QUAN I.MỤC ĐÍCH ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ : Hệ thống truyền động điện điều khiển vò trí thuộc loại hệ thống sử dụng rộng rãi nhiều lónh vực khác Khi yêu cầu đối tượng từ vò trí đến vò trí khác với thời gian ngắn nhất, với tốc độ điều khiển được, muốn đối tượng bám theo đối tượng khác chuyển động theo quy luật đònh, … ta cần phải điều khiển vò trí Trong công nghiệp điều khiển vò trí sử dụng rộng rãi cấu truyền động cho tay máy, người máy, quay anten tự động, quay kính viễn vọng, cấu ăn dao cắt gọt kim loại, giấy, vải, …, máy CNC Việc ứng dụng máy tính vào hệ thống truyền động điện điều khiển vò trí ngày phổ biến số tính ưu việt Đặc biệt dây chuyền lắp ráp sản phẩm kỹ thuật cao, việc gia công sản phẩm có hình dáng kích thước đươc thiết kế trước máy tính Trong đề tài luận văn này, chủ yếu nghiên cứu phương pháp điều khiển vò trí động DC Nó có tính chất thí nghiệm, từ ta đánh giá xác hệ thống điều khiển vò trí vò trí đặt nhiều hàm nấc đặt lúc cho hệ thống điều khiển đến hoàn tất tất vò trí đặt Hệ thống có khả vẽ đáp ứng vò trí, tốc độ động cơ, điện áp điều khiển, chiều quay, lưu trữ sai số vò trí, giám sát trạng thái, điều khiển tốc độ động cơ, … Không dừng lại đó, đề tài nghiên cứu việc điều khiển vò trí đặt hàm tam giác, hàm parabol với độ dốc, biên độ, số chu kỳ thay đổi Matlab ngôn ngữ mạnh tính toán mô hệ thống điều khiển tự động Để nhận xét tương quan lý thuyết thực nghiệm, ta ứng dụng Simulink Matlab để chạy mô hệ thống điều khiển vò trí SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh Hải http://www.ebook.edu.vn Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Đức Thành II.SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ ĐỘNG CƠ DC BẰNG MÁY TÍNH : MÁY TÍNH PC CARD MỞ RỘNG MẠCH KHUẾT ĐẠI CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ DC CẢM BIẾN VỊ TRÍ Hình 1.1:Sơ đồ khối tổng quát Động DC có sơ đồ tương đương : R L ω,ϕ Ea C B,J Hình 1.2:Sơ đồ tương đương động DC SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh Hải http://www.ebook.edu.vn Trang Luận văn tốt nghiệp ϕđ GVHD: Ts Nguyễn Đức Thành Ta có sơ đồ khối điều khiển vò trí động sau : Ea K (1 + sτ m ) I ωđ I Cϕ Cω đ CI KC + - + - + sTm + - K2 + sτ m ω ϕ s KI Kω Kϕ Hình 1.3: Sơ đồ khối điều khiển vò trí động DC Trong : ϕđ, ϕ :là vò trí đặt vò trí động ω, I : tốc độ dòng điện động Cϕ, Cω, CI: hệ số biến đổi Kϕ, Kω, KI: hệ số vòng hồi tiếp vò trí, vận tốc, dòng điện τm = J , B Tm = BRτ m , C + BR K1 = B , C + BR K2 = C B Với : C số, J momen quán tính động cơ, B từ thông động cơ, R điện trở L tự cảm mạch điện phần ứng III.KHỐI CÔNG SUẤT ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC: Bộ công suất điều khiển tốc độ động DC gồm có: - Hệ máy phát – động DC - Hệ chỉnh lưu – động DC - Hệ biến đổi xung áp(chopper) – động DC - Hệ khuyết đại công suất cầu – động DC Hệ chopper – động DC ứng dụng phần thiết kế thi công mạch thực tế, có sơ đồ khối sau: SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh Hải http://www.ebook.edu.vn Trang MẠCH ĐIỀU KHIỂN CÁC KHÓA BÁN DẨN SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh Hải PWM MẠCH SO SÁNH TẠO TÍN HIỆU ĐIÊU RỘNG XUNG OPTO OPTO http://www.ebook.edu.vn V GND A MOTOR MẠCH TẠO XUNG TAM GIÁC KHÓA KHÓA + OE - TÍNH HIỆU CHO PHÉP CÁC KHÓA BÁN DẪN XUẤT RA TỪ MÁY TÍNH OPTO ĐIỆN ÁP ĐIỀU KHIỂN XUẤT RA TỪ D/A CỦA CARD MỞ RỘNG KHÓA KHÓA OPTO Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Đức Thành Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Đức Thành Trong hình khóa 1, 2, 3, khóa bán dẫn, tùy theo công suất động mà khóa Transistor, SCR mạch tắt, GTO, MOSFET, Transistor công suất, … Chức khối: - Khối mạch tạo xung tam giác: Mục đích tạo xung tam giác có tần số cao vài trăm Hz để thay đổi tần số đóng ngắt khóa bán dẫn Sở dó ta cần xung tam giác ta muốn tạo dãy xung điều rộng để thay đổi tốc độ động DC - Khối mạch so sánh tín hiệu điều rộng xung: So sánh xung tam giác tạo với điện áp k xuất từ ngõ D/A Card mở rộng để tạo dãy xung điều rộng - Khối tín hiệu cho phép khóa bán dẫn xuất từ máy tính: Khi tín hiệu tích cực, cho phép khóa bán dẫn hoạt động bình thường Khi tín hiệu không tích cực, khóa bán dẫn điềutắt - Khối mạch điều khiển khóa bán dẫn: Tùy theo giá trò k mà mạch làm cho động quay thuận hay nghòch, nhanh hay chậm, dừng - Khối cách ly(OPTO): Dùng để cách ly mạch công suất với máy tính điện, đồng thời kích dẫn khóa bán dẫn SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh Hải http://www.ebook.edu.vn Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Đức Thành with form1.series3 addxy(i,w,'',clblue); with form1.series7 addxy(i,e_0,'',clblue); with form1.series6 addxy(i,vtht,'',clred); repeat n2:=gettickcount; until n2-n1>=T; until((tc=1)and(vtd1>=abs(vtdt)))or((tc=0)and(vtd1>=abs(vtdd))); Edit77.Text:=svtdqthuc; xuat(base+3,$00); shape1.Brush.Color:=clblack; Chart1.BottomAxis.Maximum:=i; Chart2.BottomAxis.Maximum:=i; Chart3.BottomAxis.Maximum:=i; Chart4.BottomAxis.Maximum:=i; Chart5.BottomAxis.Maximum:=i; end; //*Thủ tục khởi tạo chương trình : procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject); begin //*Khởi động Card xuat(base+7,$90); xuat(base+3,$88); xuat(base+3,$00); Memo1.Visible:=false; Memo2.Visible:=false; image2.Visible:=true; GroupBox1.Visible:=false; radioGroup2.Visible:=false; GroupBox3.Visible:=false; GroupBox10.Visible:=false; GroupBox5.Visible:=false; GroupBox6.Visible:=false; Chart1.Visible:=false; Chart3.Visible:=false; Chart2.Visible:=false; Chart4.Visible:=false; Chart5.Visible:=false; timer2.Enabled:=true; end; SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh Hải http://www.ebook.edu.vn Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Đức Thành procedure TForm1.BitBtn2Click(Sender: TObject); begin end; //*Thủi tục nhập vò trí khởi tạo biến : procedure TForm1.BitBtn8Click(Sender: TObject); var i:integer; begin GroupBox3.Visible:=false; GroupBox6.Visible:=true; n:=strtoint(edit15.text); if n=0 then begin Groupbox6.Visible:=false; Groupbox6.Visible:=false; end; GroupBox6.Height:=24+32*n; GroupBox5.Height:=27+20*n; if n mod 20 then GroupBox5.Height:=GroupBox5.Height+20; for i:=0 to n begin a[i]:=0; b[i]:=0; end; end; procedure TForm1.Chy1Click(Sender: TObject); var n1,n2,c_q,tg,i,sl,xp:integer; e_0,dq,offsetq,dt,dd,hsg,max,min:real; s:string; begin RadioGroup2.Visible:=false; shape1.Visible:=true; GroupBox8.Visible:=true; GroupBox9.Visible:=true; GroupBox6.Visible:=false; GroupBox7.Visible:=true; GroupBox1.Visible:=false; GroupBox10.Visible:=false; GroupBox3.Visible:=false; RadioGroup2.Visible:=false; SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh Hải http://www.ebook.edu.vn Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Đức Thành shape1.Visible:=true; GroupBox5.Visible:=false; Chart1.Visible:=false; Chart3.Visible:=false; Chart2.Visible:=false; Chart4.Visible:=false; Chart5.Visible:=false; //*Xóa đồ thò đáp ứng : with form1.Series1 clear; with form1.Series2 clear; with form1.Series3 clear; with form1.Series4 clear; with form1.Series5 clear; with form1.Series6 clear; with form1.Series7 clear; T:=strtoint(edit14.text); Ts:=T/1000; if radiogroup2.ItemIndex=0 then begin a[1]:=strtofloat(edit17.Text); b[1]:=strtoint(edit37.Text); a[2]:=strtofloat(edit18.Text); b[2]:=strtoint(edit38.Text); a[3]:=strtofloat(edit19.Text); b[3]:=strtoint(edit39.Text); a[4]:=strtofloat(edit20.Text); b[4]:=strtoint(edit40.Text); a[5]:=strtofloat(edit21.Text); b[5]:=strtoint(edit41.Text); a[6]:=strtofloat(edit22.Text); b[6]:=strtoint(edit42.Text); a[7]:=strtofloat(edit23.Text); b[7]:=strtoint(edit43.Text); a[8]:=strtofloat(edit24.Text); b[8]:=strtoint(edit44.Text); a[9]:=strtofloat(edit25.Text); b[9]:=strtoint(edit45.Text); a[10]:=strtofloat(edit26.Text); b[10]:=strtoint(edit46.Text); a[11]:=strtofloat(edit27.Text); b[11]:=strtoint(edit47.Text); SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh Hải http://www.ebook.edu.vn Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Đức Thành a[12]:=strtofloat(edit28.Text); b[12]:=strtoint(edit48.Text); a[13]:=strtofloat(edit29.Text); b[13]:=strtoint(edit49.Text); a[14]:=strtofloat(edit30.Text); b[14]:=strtoint(edit50.Text); a[15]:=strtofloat(edit31.Text); b[15]:=strtoint(edit51.Text); a[16]:=strtofloat(edit32.Text); b[16]:=strtoint(edit52.Text); a[17]:=strtofloat(edit33.Text); b[17]:=strtoint(edit53.Text); a[18]:=strtofloat(edit34.Text); b[18]:=strtoint(edit54.Text); a[19]:=strtofloat(edit35.Text); b[19]:=strtoint(edit55.Text); a[20]:=strtofloat(edit36.Text); b[20]:=strtoint(edit56.Text); max:=a[1]; min:=a[1]; for i:=2 to n begin if maxa[i] then min:=a[i]; end; //*Nhập tọa độ đồ thò vò trí : Chart1.LeftAxis.Maximum:=max+20; Chart1.LeftAxis.Minimum:=min-20; Chart5.LeftAxis.Maximum:=max-min; Chart5.LeftAxis.Minimum:=0; dqt:=0; tg:=0; offsetq:=0; dq:=0; for i:=1 to n begin Edit76.Text:=inttostr(i); hsc:=380; if a[i]>=offsetq then begin c_q:=1; SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh Hải http://www.ebook.edu.vn Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Đức Thành dq:=a[i]-offsetq; hsc:=hsc-70; end; if a[i][...]... II MỘT SỐ THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ I.ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ BẰNG PHƯƠNG PHÁP TÁC ĐỘNG NHANH: 1/ Nguyên tắc xây dựng : + Trong hệ điều khiển vò trí, đại lượng điều khiển (lượng đặt ϕđ) có ý nghóa quan trọng quyết đònh cấu trúc điều khiển hệ Thông thường lượng điều khiển ϕđ là một hàm của thời gian, có thể là hàm nhảy cấp, hàm tuyến tính hoặc tuyến tính từng đoạn theo thời gian, hàm parabol và hàm điều. .. vào lượng điều khiển mà ta có hệ truyền động điều khiển vò trí cho cơ cấu chuyển dòch hoặc hệ thống điều khiển vò trí theo chế độ bám(hệ tùy động) + Trong hệ truyền động điều khiển vò trí chuyển dòch trong các chỉ tiêu chất lượng chung người ta quan tâm nhiều đến độ tác động nhanh của hệ Điều này có liên quan tới giản đồ tối ưu về tốc độ ω(t), gia tốc ε(t) và vò trí ϕ(t) Để xây dựng hệ điều khiển người... của hệ thống sau điều khiển như mong muốn 2/ Dạng rời rạc của bộ điều khiển PID : Bộ điều khiển trong hệ thống số cần được rời rạc ở một vài mức ,để nhập vào máy tính Bộ điều khiển liên tục sẽ được rời rạc ở dạng số thích hợp với máy tính Trong việc thiết kế bộ điều khiển liên tục, thì chính nó cũng được rời rạc Cho hệ số lấy mẫu ngắn bên trong, thời gian vi phân có thể được xấp xó bởi một sai phân có... 1/Tt (b) Hình 2.14: Bộ điều khiển với antiwindup Hệ thống này, ngõ ra của cơ cấu chấp hành được đo lường thể hiện hình (a), ngõ ra của cơ cấu chấp hành được giới hạn bằng hàm toán học thể hiện ở hình (b) Một ví dụ minh họa vấn đề này, ta sẽ quan tâm đến một hệ thống điều khiển vò trí Ở đây motor đïc điều khiển bởi bộ điều khiển pi Vò trí đặt được thay đổi nhiều đến mức tín hiệu điều khiển (điện áp vào... chỉ được thực hiện nếu sai số là nhỏ hơn một giá trò xác đònh Khi sai số lớn bộ PI họat động giống như bộ điều khiển P Tích phân có điều kiện của bộ điều khiển analog có thể thực hiện bằng 1 diod zener được nối song song với tụ trong vòng hồi tiếp của bộ khếch đại thuật toán Điều này sẽ giới hạn thuộc tính của tín hiệu tích phân Trong bộ điều khiển số PID có một cách tốt hơn đễ tránh windup Vùng tích... nhập được một dạng anti-windup cho bộ điều khiển theo phương pháp pid thì phải điều chỉnh lại một chút Phần tích phân được cập nhật với tín hiệu es= uv diễn tả sự khác nhau giữa ngõ ra u của cơ cấu chấp hành thực và ngõ ra v của bộ điều khiển mong muốn Ngõ ra của cơ cấu chấp hành cũng có thể đïc đo lường hoặc tính toán như nhau Chú ý rằng es=0 nếu cơ cấu chấp hành tạo ra một tín hiệu điều khiển mong... làm cho thông tin của quá trình điều khiển truyền đến bộ điều khiển trễ hơn so với mong muốn do đó thông tin bò mất ý nghóa Thời trễ giới hạn đặc tính của hệ thống điều khiển và có thể dẫn đến sự mất ổn đònh của hệ thống Bất cứ hệ thống nào có thời trễ khi điều khiển bởi PID thường hoạt động chậm hơn Bò giới hạn bởi số các thông số, điều khiển PID không thể tùy tiện tác động mọi tiến trình với yêu cầu... được kéo dài bằng việc chỉnh đến điểm đặt sớm hơn Vì hiệu ứng của điều khiển này tương tự như tỉ số hoạt động ,được xem như là “hiệu ứng vi phân “ + Khâu tích phân I : Điều khiển hoạt động I: Độ lệch tăng bởi sự tương quan giữa vò trí đặt của hệ điều khiển và vò trí hiện tại, và giữ sau khi hệ thống điều khiển đạt trạng thái bền Sự lệch này gọi là sai số Nếu như sai số xảy ra trong bộ điều khiển mà chỉ... thực hiện điều khiển tỉ lệ, thì nó sẽ thiếu chính xác Giảm và loại sai số để vò trí điều khiển hợp với điểm đặt Khâu P thường được dùng để kết hợp với bộ điều khiển tích phân I Bước đáp ứng Độ lệch 0 Biến đặt 0 Hình 2.18 : Hoạt động Reset Thời gian reset : Thời gian reset là diễn tả quá trình của hoạt động Reset Đây là thời gian đòi hỏi biến đặt bộ điều khiển tích phân bằng với biến đặt bộ điều khiển. .. Hình 2.4 :Vò trí đặt là hàm Parapol với các giản đồ ϕđ(t), ω(t), ε(t) và quỹ đạo pha chuyển động ĐIỀU KHIỂN ϕW Rϕ ωW Rω εW Rε BĐ ε ϕ ω Hình 2.5: Cấu trúc điều khiển biến trạng thái 2/ Hệ điều khiển vò trí tuyến tính : Hệ điều chỉnh vò trí tuyến tính mà ta nghiên cứu ở đây có bộ điều chỉnh vò trí Rϕ là tuyến tính: giả sử các mạch vòng trong đã được tổng hợp theo phương pháp môđun tối ưu dạng chuẩn, ... CHƯƠNG IV: ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ I ĐẶC TÍNH CƠ TĨNH CỦA ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 50 II SƠ LƯC VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC 54 Điều khiển điện... THỐNG ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ BẰNG MÁY TÍNH CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I MỤC ĐÍCH ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ II SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ ĐỘNG CƠ DC BẰNG MÁY TÍNH III SƠ ĐỒ KHỐI CÔNG SUẤT ĐIỀU KHIỂN... quán tính động cơ, B từ thông động cơ, R điện trở L tự cảm mạch điện phần ứng III.KHỐI CÔNG SUẤT ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC: Bộ công suất điều khiển tốc độ động DC gồm có: - Hệ máy phát – động