Cách điều chỉnh nhiệt độ máy ấp trứng

Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử ĐỒ ÁN TÍCH HỢP MỘT LỜI MỞ ĐẦU Trong nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp hiện nay, nhất là ngành công nghiệp luyện kim ,chế biến thực phẩm… vấn đề đo và khống chế nhiệt đô đặc biềt được chú trọng đến vì nó là một yếu tố quyết định đến chất lượng sản phẩm. Nắm được tầm quan trọng của vấn đề trên nhóm sinh viên thực hiện tiến hành nghiên cứu "Thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt độ lò ấp trứng", với mong muốn giải quyết được những yêu cầu trên và lấy đó làm đồ án môn học cho mình. Trong quá trình học tập tại trường những kiến thức chung cơ bản về chuyên ngành đã được các thầy cô trong tổ môn Điện tử nhiệt tình giảng dạy. Đồng thời được sự đồng ý hướng dẫn và giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo HOÀNG HẢI HƯNG và các thầy cô giáo trong khoa, chúng em đã hoàn thành xong đồ án môn học của mình .Tuy nhiên trong quá trình thực hiện sẽ không thể tránh khỏi những sai sót. Rất mong được sự giúp đỡ và tham khảo ý kiến của thầy cô và các bạn để chúng em có thể hoàn thành tốt đề tài. Cuối cùng chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo HOÀNG HẢI HƯNG và quý thầy cô cùng các bạn sinh viên .Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hưng Yên, ngày….tháng…năm 2013 Sinh viên GVHD: Hoàng Hải Hưng  SVTH: Nguyễn Thị Mai 1 Đặng Văn Linh Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử ĐỒ ÁN TÍCH HỢP MỘT NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………… Hưng yên, ngày …. .Tháng……. năm2012 Giáo viên hướng dẫn GVHD: Hoàng Hải Hưng  SVTH: Nguyễn Thị Mai 2 Đặng Văn Linh Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử ĐỒ ÁN TÍCH HỢP MỘT MỤC LỤC LÝ THUYẾT GVHD: Hoàng Hải Hưng  SVTH: Nguyễn Thị Mai 3 Đặng Văn Linh Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử ĐỒ ÁN TÍCH HỢP MỘT DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Hình dạng của điện trở trong thiết bị điện tử ……………………… .6 Hình 1. 2. Ký hiệu của điện trở trên các sơ đồ nguyên lý…………………… .6 Hình 1.3. Điện trở sứ hay trở nhiệt …………………………………………… .6 Hình1.4. Cấu tạo Transisto………………………………………………… 7 Hình 1.5. Mạch khảo sát về nguyên tắc hoạt ……………………………… 8 Hình 1.6. Ký hiệu của Transistor……………………………………………… .9 Hình 1.7. Transistor công suất………………………………………………… .9 Hình 1.8. Cấu tạo Thyristor ký hiệu của Thyristor sơ đồ tương đương……… 10 Hình 1.9. Thí nghiệm minh họa sự hoạt động của Thyristor………………… .11 Hình 1.10. Hình dáng Thyristor…………………………………………… 11 Hình 1.11.Ứng dụng của Thyristor trong mạch chỉnh lưu nhân 2 tự động của nguồn xung tivi màu JVC………………………………………………… 11 Hình 1.12.Mối tiếp xúc P - N → Cấu tạo của Diode………………………… 12 Hình 1.13 Ký hiệu và hình dáng của Diode bán dẫn……………………… 13 Hình 1.14 Diode (Si) phân cực thuận - Khi Dode dẫn điện áp thuận được gim ở mức 0………………………………………………………………………… .13 Hình 1.15. Đường đặc tuyến của điện áp thuận qua Diode…………………….14 Hình 1.16 . Diode chỉ bị cháy khi áp phân cực ngựơc tăng > = 1000V……… 14 Hình 1.17. Diode cầu trong mạch chỉnh lưu điện xoay chiều………………… 15 Hình 1.18. Cấu tạo bên trong LM358………………………………………… 15 Hinh 1.19. Hình dáng bên ngoài của LM35 16 Hình 1.20. Sơ đồ chân LM35……………………………………………… …17 Hình 1.21 .Cảm biến nhiệt độ (ºC) cơ bản…………………………………… 18 Hình 1.22. Ký hiệu Điều chỉnh nhiệt độ máy ấp trứng gà Vấn đề cốt lõi để điều chỉnh nhiệt độ xác cho loại trúng là phải dựa vào trượng gà nở sớm hay muộn, nở khỏe mạnh hay không, gà có lông hay bết lông Đây điều mà người sử dụng cần phải biết để điều chỉnh lại nhiệt độ máy Gà nở sớm vào ngày 18, 19 khẻ mỏ có sùi nước vàng, dính, gà khó nở, bết lông lâu khô, gà nở bị hở rốn - Nguyên nhân nhiệt độ cao, dẫn đến gà bị kích nở sớm, cần điều chỉnh giảm 0,10C để gà nở ngày 20, 21 Gà nở muộn vào ngày 21, 22 kèm theo tượng nở chậm, nỏ rải rác, khẻ mỏ mà không đạp khỏi vỏ trứng gà bị chết ngạt trứng - Nguyên nhân thiếu nhiệt dẫn đến gà yếu không nở ngày, khẻ mỏ yếu không đạp yếu không khẻ mỏ dẫn đến thiếu oxy trứng cho gà Cần tăng thêm nhiệt độ 0.10C Gà nở tiêu chuẩn gà khẻ mỏ vào cuối ngày 19 nở vào ngày 20 kéo dài sang ngày 21 Gà nở nhang, khô lông, lông, khỏe mạnh, chân không bị dị dạng, to con, mắt sáng, nhanh nhẹn - Tuy nhiên trượng nở không tốt xảy chất lượng trứng kém, gà bố mẹ chất lượng kém, bảo quản trứng không cách Nên cần phải lưu ý thêm khâu sản xuất trứng bảo quản - 91 - Vcc = 5V tối thiểu 10 chu kỳ dao động trước khi chân RST đạt mức thấp lần nữa. Chế độ nghỉ: Lệnh thiết lập bit IDL bằng 1 là lệnh sau cùng được thực thi trước khi đi vào chế độ nghỉ. Ở chế độ nghỉ, tín hiệu Clock nội được khoá không cho đến CPU nhưng không khoá đối với chức năng ngắt, định thời và Port nối tiếp. Trạng thái của CPU được duy trì và nội dung củ a tất cả các thanh ghi cũng không đổi. Các chân Port cũng được duy trì các mức logic của chúng. ALE và PSEN được giữ ở mức cao. 5.1.2. Khối giao tiếp bằng bàn phím Sử dụng bốn phím trong đó 1 phím dùng để Reset còn 3 phím sử dụng cho việc đặt giá trị tốc độ ban đầu. Nút ấn SW1 dùng để Reset lại mạch. Nút ấn SW2, SW3 và SW4 dùng để đặt tốc độ hỗn hợp dòng khí theo ý muốn, chúng được nối đến các chân P2.5, P2.6. P2.7 của vi xử lí, tốc độ có thể tăng hoặc giảm tuỳ theo ý muốn của người làm thí nghiệm. Các tụ từ C 1 đến C 4 có tác dụng chống nhiễu. 5V SW1 1 2 SW2 1 2 SW3 1 2 SW4 1 2 R1 8.2K R2 8.2K R3 8.2K R4 8.2K C1 104 C2 104 C3 104 C4 104 RESET P2.7 P2.5 P2.6 Hình 5.5. Sơ đồ nối ghép bàn phím - 92 - 5.1.3. Khối cảm biến * Sơ đồ khối Hình 5.6. Sơ đồ khối cảm biến Khối cảm biến có nhiệm vụ đưa tín hiệu phản ánh giá trị vận tốc dòng khí ở đầu ra hệ thống, để đưa vào vi xử lí để so sánh với tín hiệu đặt. Lúc này vi xử lí có nhiệm vụ xử lí tính toán và đưa ra tín hiệu điều khiển thích hợp đáp ứng được yêu cầu mong muốn. 5.1.4. Khối hiển thị Khối hiện thị có tác dụng hiển thị giá trị tốc độ hỗn hợp dòng khí đặt và giá trị đo được thực tế từ hệ thống. Giúp người khi làm thí nghiệm quan sát cùng một lúc hai giá trị vận tốc từ đó đánh giá được sự làm việc của hệ thống. - 93 - Ở đây ta sử dụng LED 7 đoạn để hiển thị, ta dùng hai cặp LED một cặp dùng hiển thị giá trị đặt, cặp còn lại dùng hiển thị giá trị đo. Mỗi giá trị đo chỉ hiển thị tối đa hai số và ngầm hiểu đơn vị là (cm/s). Để hiển thị bằng đèn led, người thường dùng ba phương pháp là: phương pháp quét, phương pháp chốt và kết hợp cả hai ph ương pháp này. Trong thiết kế này chúng tôi sử dụng phương pháp quét. Để hiển thị chữ số hoặc ký tự nào ta cung cấp tín hiệu đến các chân của đầu nối. Các led trong thiết kế này được chọn loại chung Anode. Muốn cho led nào sáng ta đưa chân tương ứng với nó tại cổng J2 lên cao đồng thời đưa chân tương ứng với nó tại cổng J1 xuống thấp. Muốn hiển thị đúng chữ số hoặc ký t ự ta phải giải mã led. Hình 5.7. Sơ đồ mạch hiển thị tốc độ Thật vậy giả sử ta cần hiển thị số 0 thì byte tín hiệu chuyển đến cổng J1 sẽ là: 11000000 (C0h) nếu cần hiển thị số 1 thì byte tín hiệu cần chuyển đến cổng J1 sẽ là 11111001 (F9h)… Tương ứng với các số tiếp theo ta xác định byte tín hiệu tương tự cụ thể số 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 sẽ là: 10100100 (A4h); 10110000 (B0h); 10011001 (99h); 10010010 (92h); 10000010 (82h); 11111000 (F8h); 10000000 (80h); 10010000 (90h). - 94 - 5.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Sơ đồ khối của mạch Hình 5.8. Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển Khối nguồn có nhiệm vụ cung cấp điện áp nuôi cho toàn mạch. Ba phím ấn sử dụng để đặt giá trị tốc độ cần làm thí nghiệm, trong đó có 1 phím tăng, 1 phím giảm và một phím OK. Tuỳ theo mục đích sử dụng của người làm thí nghiệm mà có thể đặt bất kì một giá trị tốc độ nào nằm trong khoảng 0 ÷ 1m/s. Để thực hiện được điều này người làm thí nghiệm sử dụng hai phím tăng giảm để đặt giá trị. Giá trị đặt được thông qua chương trình viết bên trong vi xử lí sẽ hiển thị trên LED, khi nào giá trị đặt đúng với yêu cầu ta chọn phím OK. - 95 - Sau khi ấn phím OK chương trình trong vi xử lý sẽ tự động tính toán và phát ra một tần số xung tác động đến đầu vào là tín hiệu đặt cho bộ biến tần điều khiển động cơ quạt hoạt động. Cùng lúc này tín hiệu ra của cảm biến tốc độ đặt ở đầu ra của hệ thống sẽ được phản hồi trở về đầu vào của vi xử lí. Tín hiệu này được vi xử lí tính toán và hi ển thị trên LED đây là giá trị tốc độ thực tế đo được. Đồng thời tín hiệu này được so sánh với tín hiệu đặt - 81 - Trong quá trình điều khiển việc lựa chọn bộ nhớ ROM nằm trong hay bên ngoài hoặc sử dụng cả hai, được thực hiện bằng cách nối đến chân EA. Ở vi điều khiển 8051 thì chân EA được nối tới dương nguồn V cc . Trình tự thực hiện chương trình trong ROM. Sau khi nạp chương trình vào ROM thông qua bộ đốt ROM hay cổng COM, Chương trình sẽ có địa chỉ bắt đầu từ 0000h. Để xác định vị trí lệnh thực hiện bộ vi điều khiển sử dụng thanh ghi chương trình(bộ đếm chương trình PC), thanh ghi này có độ dài 16 bit. Khi 8051 được bật nguồn, bộ đếm chương trình PC có nội dung 0000h. Lúc này chương trình sẽ nạp lệnh trong ROM có địa chỉ 0000h. Sau đ ó bộ đếm chương trình tăng lên trỏ đến lệnh tiếp theo được thiết lập trong ROM. + Bộ nhớ dữ liệu RAM Trong vi điều khiển 8051 bộ nhớ dữ liệu RAM có kích thước 128 byte được định địa chỉ từ 00h ÷ 7Fh, nhưng ở một số như 8052 thì có 256 byte RAM. 128 byte RAM trong 8051 được chia thành từng nhóm như sau: Hình 5.4. Tổ chức RAM của 8051 - 82 - - Từ ngăn nhớ 00h đến 1Fh, tổng cộng 32 byte, được dành làm các băng thanh ghi và ngăn xếp. - Từ ngăn nhớ 20h đến 2Fh, tổng cộng có 16 byte, được làm bộ nhớ đọc/ghi định địa chỉ được theo bit. - Từ ngăn nhớ 30h đến 7Fh, tổng cộng 80 byte được dùng để lưu thông tin khi đọc và khi ghi. * Các thanh ghi chức năng đặc biệt Là các thanh ghi đảm nhận các chức năng khác nhau trong bộ vi điều khiển, chúng nằm bên trong vi xử lí chiếm vùng không gian nhớ là 128byte có địa chỉ từ 80h ÷ FFh. + Thanh ghi tích luỹ(thanh ghi chứa ACC) Trong lập trình nó được viết tắt là thanh ghi A, đây là thanh ghi quan trọng nhất trong bộ vi điều khiển dùng để lưu trữ các toán hạng thực hiện các phép toán, đồng thời nó còn lưu trữ kết quả phép toán. Thanh ghi này có địa chỉ 0E0h và có kích thước 8bit. + Thanh ghi B Thường được sử dụng khi thực hiện các phép toán nhân, chia. Đối với các lệnh khác có thể xem thanh ghi B là thanh ghi tạm thời có địa chỉ 0F0h. + Thanh ghi con trỏ ngăn xếp SP Khi bắt đầu thực hiện lệnh con trỏ SP trỏ đến đỉnh Stack, giá trị của nó sẽ thay đổi tự động khi thực hiện các lệnh PUSH và POP. Khác với bộ vi xử lí đa năng, ở bộ vi điều khiển khi ta thực hiện lệnh PUSH dữ liệu vào ngă n xếp thì giá trị của con trỏ ngăn xếp tăng lên và ngược lại khi ta thực hiện lệnh POP giá trị của con trỏ ngăn xếp sẽ giảm đi. Ngăn xếp có thể đặt ở bất kỳ vị trí nào trong RAM, nhưng thông thường sau khi ta khởi động lại hệ thống, con trỏ ngăn xếp sẽ mặc định trỏ đến địa chỉ khởi - 83 - đầu 07h, ngăn xếp bắt đầu từ địa chỉ 08h. Còn nếu trong quá trình lập trình ta muốn thay đổi vị trí của Stack ta phải gán giá trị địa chỉ mới vào thanh ghi SP. + Thanh ghi DPTR Là thanh ghi 16bit gồm hai thanh ghi có độ dài 8bit hợp thành đó là thanh ghi byte cao DPH và thanh ghi byte thấp DPL. Con trỏ dữ liệu có thể sử dụng như một thanh ghi 16bit hoặc hai thanh ghi 8bit độc lập: - DPH có địa chỉ 82h - DPL có địa chỉ 83h + Từ trạng thái chương trình(thanh ghi cờ PSW) Là thanh ghi 8bit có địa chỉ 0D0h mỗi bit đảm nhiệm một chức năng cụ thể. Chức năng các bit thể hiện Bit 7 6 5 4 3 2 1 0 Tên CY AC F0 RS1 RS0 OV - P - Cờ nhớ CY: cờ này sẽ được thiết lập khi có nhớ từ bit D7 và là kết quả của lệnh cộng hoặc trừ 8bit. Có thể thiết lập trực tiếp cờ CY lên 1 hoặc xoá về 0 bằng lệnh “SETB” và “CLR”. - Cờ nhớ phụ AC: cờ này báo có nhớ từ bit D3 sang D4 ở phép cộ ng ADD hoặc trừ SUB. - Cờ bậc P: cờ bậc(cờ chẵn lẻ) phản ánh số bit 1 trong thanh ghi A là chẵn hay lẻ. Nếu thanh ghi A chứa một số chẵn các bit 1 thì P=0 còn chứa một số lẻ bit 1 thì P=1. - Cờ tràn OV: cờ được thiết lập mỗi khi kết quả của phép tính số có dấu quá lớn làm cho bit cao bị tràn vào bit dấu. - Cờ không F0: cờ này có thể cho người sử dụng tự định nghĩa một trạ ng thái nào đó trong lập trình điều khiển. - RS1, RS2 là các cờ chỉ ra địa chỉ băng thanh ghi ta sử dụng. Trong bộ nhớ dữ liệu của vi điều khiển 8051 có một vùng nhớ gọi là vùng nhớ - 71 - Như vậy tuỳ vào hàm truyền đạt của đối tượng S o (s) mà bằng các bộ điều chỉnh R(s) ta có được hệ có hàm truyền dạng tối ưu môđun. Trong các trường hợp trên, giá trị hằng số thời gian T σ là nhỏ, nên có thể coi kết quả có hàm truyền dạng quán tính: 22 σ σσ 11 F(s) 12Ts 12Ts2Ts == + ++ Và quá trình quá độ ứng với hàm quán tính gần đúng này là đường nét đứt trên Hình 4.8. ● Phương pháp tối ưu đối xứng Phương pháp này thường được áp dụng để tổng hợp các bộ điều chỉnh trong mạch có yêu cầu vô sai cấp cao, nó cũng được áp dụng có hiệu quả để tổng hợp các bộ điều chỉnh theo quan điểm nhiễu loạn. Hàm chuẩn tối ưu đối xứng có dạng: σ DX 22 33 σσ σ 14τ s F(s) 14τ s8τ s8τ s + = ++ + Để nghiên cứu ý nghĩa của tiêu chuẩn tối ưu đối xứng ta xét hệ thống có hàm truyền S o (s) là dạng vô sai cấp một nhưng lại dùng bộ điều chỉnh kiểu PI: o 1 oo o 1 i K 1Ts F(s) R(s).S(s) . KT s sT (1 Ts) + == + Trong đó T i là tổng các hằng số thời gian nhỏ. Khai triển biểu thức trên ta có. o 1 23 oo o 111 i K(1 Ts) F(s) 1KTsKTTs KTTTs + = ++ + - 72 - Hình 4.9. Đặc tính quá độ của hàm tối ưu đối xứng Áp dụng điều kiện của tiêu chuẩn tối ưu môđun ta tìm được các phương trình hệ số của phương trình đặc tính như sau. (K 1 T o ) 2 – 2K 1 KT o T 1 = 0 (KT o T 1 ) 2 – 2K 1 T o 2 KT 1 T s = 0 Giải hệ phương trình trên ta tìm được s 1 1 2K T K T = ; T 1 = 4T s . Hàm truyền của hệ sẽ là: s 22 33 ss s 14T F(s) 14Ts8Ts 8Ts + = ++ + Đây là hàm truyền dạng tối ưu đối xứng với τ σ = T s . Trong trường hợp hàm truyền của đối tượng có chứa khâu quán tính thứ hai với hằng số thời gian lớn T 2 . 1 o s 12 K S(s) sT (1 T s)(1 T s) = ++ Áp dụng cách tìm bộ điều chỉnh R(s) với hàm chuẩn tối ưu đối xứng ta tìm được bộ điều chỉnh có dạng PID. Tương tự như vậy nếu đối tượng có dạng vô sai cấp 2 thì dễ dàng tìm được bộ điều chỉnh là khâu tỷ lệ. - 73 - 4.2.2. Thuật toán điều khiển tốc độ Tốc độ gió được tạo ra nhờ các quạt thổi vào buồng trộn và buồng sấy. Các quạt này đựợc cấp nguồn từ các bộ biến tần, để thay đổi được tốc độ động cơ quạt ta đi thay đổi tần số nguồn cung cấp cho nó. Mặt khác với giá trị tần số đặt đầu vào bất kỳ trong khoảng từ 0 – 50 Hz , hệ thống biến tần sẽ đảm bảo được tính ổn định ở giá trị đó. Vì thế trong đồ án này để điều khiển tốc độ gió tức điều khiển tốc độ của động cơ, ta đi điều khiển giá trị tần số đặt vào biến tần. Như vậy việc điều khiển tốc độ gió bây giờ trở thành việc điều khiển tần số đầu ra của bộ điều chỉnh. Đây là giá trị đặt cho các bộ biến tần, giá trị này phụ thuộc vào tín hiệu của cảm biến phản ánh giá trị vận tốc đầu ra của hệ thống. 4.2.3. Xác định tham số bộ điều chỉnh Sau khi đã xác định được hàm truyền của đối tượng và bằng các phương pháp tổng hợp bộ điều chỉnh ta đã xác định được bộ điều chỉnh cần thiết cho hệ thống. Việc tiếp thao ta phải xác định các tham số bộ điều chỉnh sao cho phù hợp với yêu cầu điều khiển. Việc xác định các thông số của bộ điều ch ỉnh sẽ phụ thuộc vào đáp ứng quá độ mà ta tìm được. Do điều kiện không làm thực nghiệm được để xác định hàm truyền đối tượng. Nên việc xác định các thông số cho bộ điều chỉnh cũng chỉ nêu được về mặt lý thuyết. 4.3. KHẢO SÁT HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ GIÓ Qua các bước trên ta đã tìm được mô hình toán học của đối tượng, cùng với việc tìm được qui luật điều chỉnh. Đồng thời xác định được các tham số của bộ điều chỉnh hợp lý theo lý thuyết. Chúng ta tiến hành thí nghiệm mô phỏng xác định đặc tính của hệ thống xem ứng với các thông số của bộ điều chỉnh ta tổng hợp được. Ở đây sẽ sử dụng phần mềm MATLAB 6.5 để mô phỏng. Bằng việc xây dựng sơ đồ cấu trúc trên Simulink, chúng ta nhập các giá trị thông số điều - 74 - chỉnh với đầu vào là hàm bậc thang 1(t) ta sẽ thu được đặc tính quá độ điều chỉnh. 4.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 Ở chương 4 ta đã tìm hiểu được một số phương pháp - 61 - khó. Vì vậy sau đây chúng tôi chỉ nêu ra được cơ sở lý thuyết của phương pháp sẽ thực hiện làm thực nghiệm. + Xác định mô tả động học - Bước 1: Xác định đường quá độ h(t) bằng thực nghiệm. Trước hết khởi động đồng thời các bộ phận trong hệ thống thí nghiệm sấy như bộ phận tạo nhiệt, tạo ẩm. Sau đó đặt một đ iện áp có tần số nhất định vào động cơ quạt là U = 220V, f = 50Hz, tương ứng với tốc độ đặt đầu vào là lớn nhất. Đồng thời cùng lúc đó khởi động máy ghi để ghi lại sự thay đổi của tốc độ hỗn hợp dòng khí sấy ở đầu ra hệ thống. Sử dụng tốc độ kế để đo vận tốc đầu ra. Ta sẽ dừng việ c lấy kết quả khi nào hệ thống ở trạng thái ổn định. - Bước 2: Chọn dạng hàm truyền đạt Theo đồ thị xác định được giá trị thời gian trễ vận chuyển kéo dài là khoảng thời gian tính từ gốc toạ độ đền thời điểm bắt đầu có phản ứng đầu ra của hệ thống. Trừ thời gian vận chuyển phần còn lại củ a đường h(t) là h 1 (t). Từ đồ thị ta đi xác định các giá trị h 1 (∞)→ 0,7h 1 (∞) = h 1 (t 7 ) biết được giá trị của h 1 (t 7 ) từ đồ thị ta suy ra được giá trị t 7 . Chuyển đổi ngược hàm truyền đạt sang miền thời gian ta được hàm chuẩn σ(t). + Xác định σ(t 3 ) Ta sẽ đi xác định t 3 bằng các công thức sau đây: t 3 = t 7 /3 → h 1 (t 3 ) Suy ra σ(t 3 ) = 3 h(t ) h( ) ∞ Sau đó ta so sánh giá trị σ(t 3 ) với 0,31 và 0,195. Khi đó hàm truyền đạt của đối tượng sẽ được chọn tuỳ thuộc vào kết quả so sánh của σ(t 3 ) với 0,31 và 0,195. - 62 - - Bước 3: Xác định các thông số của hàm truyền đạt. Để thuận tiện cho việc tính toán tiếp theo ta ghép toàn bộ mạch điều khiển tần số vào với cơ cấu chấp hành là biến tần cùng động cơ để tạo thành đối tượng điều chỉnh. Tín hiệu vào của mạch điều khiển biến tần là tần số của xung 0 – 5V, tương ứng với tần số cấp cho động cơ 0 – 50Hz, và tốc độ hỗn hợp dòng khí sẽ là 0 – 1m/s. + Xác định hệ số khuyếch đại K, hằng số thời gian T và trễ dung lượng τ. Tuỳ thuộc vào dạng của hàm truyền đạt tìm được ở phần trên mà việc xác định các tham số của đối tượng cũng khác nhau. Sau đây ta nêu ra một vài phương pháp thực hiện xác định các tham số của các đối tượng quen thuộc. * Nếu đố i tượng là khâu quán tính bậc nhất - Kẻ đường tiếp tuyến với h(t) tại t = 0. - Xác định giao điểm của tiếp tuyến với đường K = h(∞). - Để thuận lợi cho việc kẻ tiếp tuyến được chính xác ta tìm điểm trên đường quá độ có tung độ h(t) = 0,632K. - Hoành độ giao điểm của điểm vừa xác định được chính là hằng số thời gian T. * Nếu đối tượng là bậc nhất có trễ Cách xác định tương tự như trên chỉ khác tiếp tuyến được kẻ xuất phát tại điểm có t = τ ( τ là thời gian trễ). * Đối tượng thuộc khâu quán tính tích phân bậc nhất - Kẻ đường tiệm cận h tc (t) với h 1 (t) tại t = ∞. - Xác định T là giao điểm của h tc (t) với trục thời gian t. - Xác định góc nghiêng α của h tc (t) với trục hoành rồi tính K = tgα. * Đối tượng là khâu quán tính bậc n - Dựng đường tiệm cận h tc (t) với h(t). - Xác định góc nghiêng α của h tc (t) và tính K = tgα. - 63 - - Xác định giao điểm của h tc (t) với trục hoành và tính tc T T= n Ngoài các đối tượng nêu trên, còn một số đối tượng nữa không nói đến và các phương pháp nêu trên chỉ là hướng thực hiện cách xác định các tham số cho đối tượng chứ chưa đưa ra cách tìm cụ thể. - Bước 4: Khảo sát độ chính xác hàm truyền tìm được Với hàm truyền tìm được ở trên bằng cách khảo sát bằng simulink với đầu vào là hàm 1(t) và quan sát tín hiệu đầu ra ta nhận được đường cong lý thuyết. So sánh giữa hai đường quá độ của hàm tìm thực nghi ệm và theo lý thuyết tìm được, sau đó tính sai số bình phương giữa hai đường h 1 (t) và h lt (t) theo công thức: n 2 1 lt i=1 [h (t)-h (t)] σ = (n-1) ∑ Cách xác định sai số bình phương được thực hiện bằng việc tính tổng bình phương hiệu các tung độ tại các điểm có tung độ khác nhau và chia trung bình, sau đó lấy căn bậc hai ta sẽ được sai số cần tìm. Trong phần trên chỉ viết công thức. Từ đó đánh giá được độ chính xác của hàm truyền tìm