ĐỒ án lý thuyết điều khiển tự động

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Giảngviênhướngdẫn :VÕ QUANG VINH Sinhviênthựchiện: Lớp: NGUYỄN VĂN TÀI D8_CNTD1 HàNội, ngày 11 tháng 11 năm 2015 | đồ án lý thuyết điều khiển tự động Đề Bài : Thiết kế hệ thống điều khiển tự động có sơ đồ cấu trúc thông số sau Thông số : Mã Hiệu π-51 Pđm Uđm Iđm Nđm R L∑ GD2 6(kw) 220(V) 33(A) 1500(v/p) 0,472(Ω) 0,0253(H) 0,350(Kg.m2 Nội dung chinh: Tínhtoánvà lựa chọn sơđồcấutrúchệthống Tổnghợphệthống Đánhgiávàthiếtkếbộhiệuchỉnh | đồ án lý thuyết điều khiển tự động LỜI NÓI ĐẦU Trongquátrìnhcôngnghiệphóahiệnđạihóađấtnướchiện nay, TựĐộngHóacómặtngàycàngnhiềutrongcácnhàmáy, xínghiệpvàtrongđờisốnghàngngày.Trongcôngnghiệp, TựĐộngHóalàmtăngnăngxuất, chấtlượngsảnphẩmvớithờigianngắnnhấtmàlạitốnítnhâncông Trongđờisống, nólàmchocuộcsốngcủa ngườitiệnnghihơn ĐểcácdâytruyềnTựĐộngHóahoạtđộngổnđịnh, hiệuquả, cầnxácđịnhcácthôngsố,cácchỉtiêuchấtlượng, thiếtkếcấutrúchệthốngmộtcáchtốiưuvàđặcbiệtphảithiếtkêbộđiềukhiểngiúpchohệthố nghoạtđộngổnđịnhvàchínhxác Dựatrênnhữngphươngpháphiệnđạicủalíthuyếtđiềukhiểntựđộng Đồánnàycủaemsẽnêuracáccáchnhậndạngđốitượng, xácđịnhhàmtruyềnđạtcủađốitượngtừyêucầuđầurachotrướcvàtừđóxácđịnhđốitượngc óổnđịnh hay không.Thiếtkếcácbộđiềukhiểnđểnângcaochấtlượngđầuracủahệthống Trongquátrìnhthựchiệnđồánemcũngđãnhậnđượcnhiềusựgiúpđỡthầycôvàcácbạntron glớpđãcónhữnggóp ý chođồáncủaemhoànthiệnhơn Mặcdùrấtcốgắngnhưng kiếnthứccònhạnchếnênkhôngtránhkhỏinhữngthiếusót Rấtmongnhậnđượcnhiềuhơnnữasựđónggóp, bổxung ý kiếncủathầycôvàcácbạnđểchođồánnày ngàycànghoànthiệnhơn Đặcbiệtemxincảmơnthầygiáo,VÕ QUANG VINH, ngườiđãgiúpđỡemtrongsuốtthờigianlàm đồánnày Emxintrânthànhcảmơn ! Sinhviênthựchiện NGUYỄN VĂN TÀI | đồ án lý thuyết điều khiển tự động PHẦN 1:Tínhtoánvàxâydựngsơđồcấutrúchệthống Tính Toán : Ta có : Ce.nđm= Uđm – Iđm.R Ce = => Cm = U dm − I dm R∑ 220 − 33.0, 472 = = 0,136( Nm / A) ndm 1500 30 30 Ce = 0,136 = 1,3( Nm / A) π π Ed=Ce.n =0,136.1500=204(V) M = Cm.Id =1,3 33 = 42,9 GD dn 0,350 M − Mc = = = 93, 33.10 −6 375 dt 10.375 =>Mc = M – 93,33.10-6 = 42,9 – 93,33.10-6 = 42,89991 Te = Ld 0, 0253 = = 0, 054( s ) Rd 0, 472 GD Rd 0,350.0, 472 Tm = = = 2, 49.10 −4 ( s) 375.Ce Cm 10.375.0,136.1,3 | đồ án lý thuyết điều khiển tự động Sơđồcấutrúccủahệthống : – PI BBĐ K Chọn ; Thông số biến đổi : Udk Ud Chọn sơ đồi chỉnh lưu hìn tia pha => => | đồ án lý thuyết điều khiển tự động => Thông số biến đổi : Phần II: Tổng hợp hệ thống 33V 10V RI – Biếnđổivềphảnhồi (–1) vàđưathêmkhâuhiệuchỉnh ta có: RI – | đồ án lý thuyết điều khiển tự động Ápdụngtiêuchuẩnmoduntốiưu, ta phảitổnghợphệthốngsaochobùđượccáckhâucóthờigianlớn Tronghệchỉcònlạikhâucóhằngsốthờigiannhỏvàhàmtruyềnhệkínphảithỏamãnđiềukiệ n: Nên 10 22 0, 472 × × × RI 33 0, 01s + 0, 054 s + => = = 33 ( 0, 01s + 1) ( 0, 054 s + 1) × x0, 01s ( + 0, 01s ) 10 x 22 x 0, 472 ( = Ta có sơ đồ hệ thống : – | đồ án lý thuyết điều khiển tự động ) 8,9025s + 165 s ( 0, 01s + 1) ( 0, 054 s + 1) 1+ =>W(s) =  10  8,9025s + 165  ÷ 33  s ( 0, 01s + 1) ( 0, 054 s + 1)  8,9025s + 165 0, 01782 s + 2,112 s + 122, 025s + 1650 W(s) = Phần III:Đánh giá chất lượng hệ thống: I, sửdụngSimulink Ta cóRI= Dựavàosơđồcấutrúchệthống: 8,9025s + 165 0, 01782s + 2,112s + 122, 025s + 1650 W(s) = Sửdụng Simulink môtảhệthống: Yêucầuhệthống: +) lượngquáđiềuchỉnh: 4,3% +) Thờigianquáđộ: 0,084s | đồ án lý thuyết điều khiển tự động Ta có sơ đồ: Ta có đồ thị sau: Với thông số hệ thống trên, muốn thay đổi thông số KP KI RI đáp ứng với yêu cầu ta sử dụng Launching PID Tuner điều chỉnh sau: Bước 1: Ta nháy đúp khối PID Simulink sau chạy Launching PID Tuner | đồ án lý thuyết điều khiển tự động Bước 2: Ta di chuyển thanhtrục dướihoặccóthểlàcảhaiđểthayđổi KP KI 10 | đồ án lý thuyết điều khiển tự động +)Blocklàcácchỉsố ban đầu +)Tunedlàcácchỉsốsaukhiđiềuchỉnh Bước 3: Lấysốliệu KP KI ta RI mớivàhàmtruyềnmới, khiđó ta tìm đồthịhàmquáđộđểtìmracácthôngsốcầnnhậnxétvàdựavàoyêucầuđềracủahệthốngđểnh ậnxét Bước 4: Kiểmtrahệthốngbằng Simulink Theo ta thấyKp=0.50116 Khi RI = 0.50116 + 0.8228 Hàm truyền lúc : w= KI=0.8228 s 233, 63s + 383,57 4,5 ×10 −4 s + 0, 064 s + s II SửdụngcôngcụSisotool Ngoàicôngcụ PID Tuner ta còncóthểsửdụngcôngcụsisotoolđểchỉnhsửa KI KP Côngcụsisotoolcócấutrúcnhưsau: F C H 11 | đồ án lý thuyết điều khiển tự động G Gồm: G: Đốitượngđiềukhiển H: Hệsốphảnhồi C: Bộđiềukhiển F: Bộlọc = Ta nhậpcácthôngsố cửasổ command >>G=tf ([0 46.61],[5.4*(10^-4) 0.064 1]); >>C=tf([0.191 3.54 ],[1 0]); >>H=; >>sisotool Trongbảngsisotool, tab Architecture ta chọn System Data Chọn Browse rồiấn Import đểchuyểndữliệuvàocácthôngsố 12 | đồ án lý thuyết điều khiển tự động Ta sẽcócácbiểuđổ bode biênđộvàphacủahệthống: 13 | đồ án lý thuyết điều khiển tự động Đểhiểnthịđồthị ta chọn Tab Analysis Plots Mục Plot Type chọn Step Chọn ô Closed loop r to y đểcóđồthịđápứngquáđộ Vớicácthôngsốmới 14 | đồ án lý thuyết điều khiển tự động +) Lượng điều chỉnh: 4,33%~4,3% +) Thời gian độ: 0,0845s ~ 0,084s +) Thời gian xác lập: 0,0304s => Hệ thống ổn định RI = 0.191 + 3.54 s Theo ta thấyKp=0.50116 KI=0.8228 s Khi RI = 0.50116 + 0.8228 Sử dụng sisotool phần mền matlab Ta có : >> G=tf ([0 46.61],[5.4*(10^-4) 0.064 1]); >> C=tf([0.50116 0.8228],[1 0]); 15 | đồ án lý thuyết điều khiển tự động H= >> 10 33 >>Sisotool Ta biểu đồ : Lúcnày, +) Lượngquáđiềuchỉnh: 17.9%>4,3% +) Thờigianquáđộ: 0,111s > 0,084s +) Thờigianxáclập: 0,0301s +) Đầura I = 33A =>Như hệ thống chưa đáp ứng yêu cầu cho 16 | đồ án lý thuyết điều khiển tự động [...]... F C H 11 | đồ án lý thuyết điều khiển tự động 1 G Gồm: G: Đốitượngđiềukhiển H: Hệsốphảnhồi C: Bộđiềukhiển F: Bộlọc = 1 Ta nhậpcácthôngsố ở cửasổ command >>G=tf ([0 0 46.61],[5.4*(10^-4) 0.064 1]); >>C=tf([0.191 3.54 ],[1 0]); >>H=; >>sisotool Trongbảngsisotool, ở tab Architecture ta chọn System Data Chọn Browse rồiấn Import đểchuyểndữliệuvàocácthôngsố 12 | đồ án lý thuyết điều khiển tự động 1 Ta sẽcócácbiểuđổ... | đồ án lý thuyết điều khiển tự động 1 Ta sẽcócácbiểuđổ bode biênđộvàphacủahệthống: 13 | đồ án lý thuyết điều khiển tự động 1 Đểhiểnthịđồthị ta chọn Tab Analysis Plots Mục Plot Type chọn Step Chọn ô Closed loop r to y đểcóđồthịđápứngquáđộ Vớicácthôngsốmới 14 | đồ án lý thuyết điều khiển tự động 1 +) Lượng quá điều chỉnh: 4,33%~4,3% +) Thời gian quá độ: 0,0845s ~ 0,084s +) Thời gian xác lập: 0,0304s... 46.61],[5.4*(10^-4) 0.064 1]); >> C=tf([0.50116 0.8228],[1 0]); 15 | đồ án lý thuyết điều khiển tự động 1 H= >> 10 33 >>Sisotool Ta được biểu đồ : Lúcnày, +) Lượngquáđiềuchỉnh: 17.9%>4,3% +) Thờigianquáđộ: 0,111s > 0,084s +) Thờigianxáclập: 0,0301s +) Đầura I = 33A =>Như vậy hệ thống chưa đáp ứng được yêu cầu đã cho 16 | đồ án lý thuyết điều khiển tự động 1 ...+)Blocklàcácchỉsố ban đầu +)Tunedlàcácchỉsốsaukhiđiềuchỉnh Bước 3: Lấysốliệu KP và KI mới ta được RI mớivàhàmtruyềnmới, khiđó ta tìm đồthịhàmquáđộđểtìmracácthôngsốcầnnhậnxétvàdựavàoyêucầuđềracủahệthốngđểnh ậnxét Bước 4: Kiểmtrahệthốngbằng Simulink Theo trên ta thấyKp=0.50116 Khi đó RI = 0.50116