Bài tập điều khiển tự động

việc đầu tiên ta phải hiểu biết về đặc tính của đối tượng từ đó xây dựng mô hình toán học cho đối tượng. Công việc này cung cấp cho ta những hiểu biết về đối tượng , giúp ta thành công tro

BÀI T P L N Ậ Ớ

ĐI U KHI N T Đ NG II Ề Ể Ự Ộ

Giáo viên h ướ ng d n : ẫ PGS.TS Phan Xuân Minh

Sinh viên th c hi n : ự ệ Mai Đ c Chính ứ

Nguy n Kh Hoan ễ ả

Ph m Trung Thành ạ

L p : ớ ĐKTĐ1 – K50

THI T K B ĐI U Ế Ế Ộ Ề KHI N T C Đ CHO Đ NG C Ể Ố Ộ Ộ Ơ

ĐI N 1 CHI U Ệ Ề

I T NG QUAN V Đ NG C Ổ Ề Ộ Ơ

ĐI N 1 CHI U VÀ CÁC Ệ Ề

PH ƯƠ NG PHÁP ĐI U KHI N Ề Ể

Đ NG C ĐI N 1 CHI U Ộ Ơ Ệ Ề

Khi ti n hành thi t k 1 b đi u khi n nói ế ế ế ộ ề ể

1 C u t o, phân lo i và nguyên ấ ạ ạ

lý ho t đ ng c a đ ng c đi n 1 ạ ộ ủ ộ ơ ệ

chi u ề

a C u t o : ấ ạ

b Nguyên lý ho t đ ng : ạ ộ

c Phân lo i : ạ

2 Mô t toán h c đ ng c đi n 1 ả ọ ộ ơ ệ

T = L /r Th i gian quán tính đi n hay ư ư ư ờ ệ

Mô hình tr ng thái tuy n tính: ạ ế

Đ t x1 = n(t), x2 = , y(t) = x1 ặ

dt dn

Mô t đ ng c mi n t n s ả ộ ơ ở ề ầ ố

3 Các ph ươ ng pháp đi u khi n ề ể

t c đ đ ng c đi n 1 chi u ố ộ ộ ơ ệ ề

y u đ đi u khi n t c đ đ ng c đi n 1 chi u kích t ế ể ề ể ố ộ ộ ơ ệ ề ừ

đ c l p.ộ ậ

a Đi u khi n t c đ đ ng c 1 chi u không đ o ề ể ố ộ ộ ơ ề ả

chi u quay dùng Tranzito ề

- S đ nguyên lý : ơ ồ

b Ph ươ ng án đi u khi n có đ o chi u quay dùng ề ể ả ề

Tranzito

- S đ nguyên lý dùng Tranzitor : ơ ồ

- S đ nguyên lý dùng Tranzitor và khu ch đ i ơ ồ ế ạ

thu t toán : ậ

Đi u khi n t c đ đ ng c 1 chi u dùng Thyristor ề ể ố ộ ộ ơ ề

Dùng đ đi u khi n đ ng c có công su t l n và ể ề ể ộ ơ ấ ớ

đi n áp ph n ng cao ệ ầ ứ

- S đ nguyên lý : ơ ồ

II THI T K B ĐI U KHI N Ế Ế Ộ Ề Ể

Đ NG (PID) Ộ

Trên th c t có r t nhi u ph ự ế ấ ề ươ ng pháp đ thi t k ể ế ế

b đi u khi n cho đ ng c 1 chi u nh thi t k ộ ề ể ộ ơ ề ư ế ế

b đi u khi n theo lu t kinh đi n ( t l , t l - ộ ề ể ậ ể ỷ ệ ỷ ệ tích phân, t l - vi phân, t l - vi tích phân), ỷ ệ ỷ ệ

theo lu t đi u khi n hi n đ i ( gán đi m c c, ậ ề ể ệ ạ ể ự

ph n h i tr ng thái-quan sát tr ng thái), theo lu t ả ồ ạ ạ ậ

đi u khi n phi tuy n(SMC, Gain scheduling) ề ể ế

Tuy nhiên trong bài t p l n này chúng em s ậ ớ ử

d ng ph ụ ươ ng pháp thi t k b đi u khi n theo ế ế ộ ề ể

lu t PID đ đi u khi n đ ng c 1 chi u vì b ậ ể ề ể ộ ơ ề ộ

đi u khi n PID có đ c tính m m d o phù h p ề ể ặ ề ẻ ợ

cho h u h t các đ i t ầ ế ố ượ ng công nghi p ệ

1 S đ ch c năng: ơ ồ ứ

hi u ra là đi n áp –uFT đ n kh i c ng Kh i c ng ệ ệ ế ố ộ ố ộ

có ch c năng so sánh tín hi u uFT v i tín hi u đ t ứ ệ ớ ệ ặ r(t) và đ a đ sai l ch e(t) t i b đi u khi n B ư ộ ệ ớ ộ ề ể ộ

đi u khi n d a vào đ sai l ch e(t) đ c p đi n áp ề ể ự ộ ệ ể ấ ệ

đi u khi n u(t) t i các thi t b ch p hành đ tăng ề ể ớ ế ị ấ ể

2 S đ kh i ơ ồ ố

1

.

)

+ +

=

s T s

T T

k s

G

c c

u

d ĐC

- Thi t b ch p hành chuy n tín hi u đi u khi n u(t) tác ế ị ấ ể ệ ề ể

c ơ

t u K

t

u dt

K G

CH

CH CH

.

=

)

1 1

K

GĐK = P + + D

=> S đ c u trúc : ơ ồ ấ

3 Thi t k b đi u khi n PID ế ế ộ ề ể

- Mô hình t ng quát : ổ

- D a vào mô hình đ i t ự ố ượ ng ta thi t k b đi u ế ế ộ ề

khi n theo ph ể ươ ng pháp t i u mô đun theo lu t ố ư ậ PID - ADD

-Đ t KĐT = KCH.kd.Kf, T1 = TCH, -1/T2 ,-1/T3 là ặ nghi m c a ph ệ ủ ươ ng trình

=> Bài toán thi t k ế ế : L a ch n các tham s c a ự ọ ố ủ

b đi u khi n đ đi u khi n đ i t ộ ề ể ể ề ể ố ượ ng có mô

hình hàm truy n GĐT(s) nh trên đ t o ra 1 h ề ư ể ạ ệ

th ng n đ nh và đ t tiêu chu n ch t l ố ổ ị ạ ẩ ấ ượ ng.

- Đ áp d ng đ ể ụ ượ c ph ươ ng pháp t i u môđun ta ố ư

đ a bài toán v mô hình d ng chu n đi u khi n: ư ề ạ ẩ ề ể

V i là h ng s th i ớ ằ ố ờ gian t ng ổ

Ta nh n đ ậ ượ c các tham s t i u c a lu t đi u ố ố ư ủ ậ ề

khi n PID – ADD : ể

4 S đ nguyên lý c a h th ng đi u khi n ơ ồ ủ ệ ố ề ể

- Đ tăng đ tin c y c a b đi u khi n, trên th c t ể ộ ậ ủ ộ ề ể ự ế

ng ườ i ta th ườ ng chia b PID ra t ng thành ph n ộ ừ ầ

ch c năng : ứ

a.Đ c tính đ ng h c c a h th ng : ặ ộ ọ ủ ệ ố

0.01 0.02 0.03 0.04 0.05

/* Đ c tính t n s nyquist ặ ầ ố

-1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 -1

-0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8

1

0 dB

-20 dB -10 dB

-6 dB

-4 dB -2 dB

/* Đ c tính t n s lôga ặ ầ ố

-80 -60 -40 -20 0

c.Kh o sát ch t l ả ấ ượ ng c a h th ng s ủ ệ ố ử

d ng Matlab-Simulink ụ

- V i tín hi u vào là xung b c thang : ớ ệ ậ

- V i tín hi u vào là xung nh n : ớ ệ ọ

- Tín hi u vào là sóng hình sin : ệ

6 Hi u ch nh các thông s c a b đi u khi n ệ ỉ ố ủ ộ ề ể

- Đ u tiên ta gi m th i gian quá đ b ng cách tăng h s ầ ả ờ ộ ằ ệ ố

System: gk1 Time (sec): 33.3 Amplitude: 0.994

System: gk2 Time (sec): 6.24 Amplitude: 0.995

System: gk3 Time (sec): 4 Amplitude: 0.995

System: gk3 Time (sec): 6.87 Amplitude: 1.42 System: gk2

Time (sec): 10.4 Amplitude: 1.28

- Ta th y khi KP tăng thì Tqđ gi m nh ng đ quá đi u ấ ả ư ộ ề

0.5 1

1.5

System: gk1 Time (sec): 6.85 Amplitude: 1.42 System: gk2

Time (sec): 6.66 Amplitude: 1.27

System: gk3 Time (sec): 6.61 Amplitude: 1.15

- Ta th y khi TI tăng thì đ quá đi u ch nh gi m Tuy nhiên ấ ộ ề ỉ ả

đ th đ c tính v n còn t n t i dao đ ng Đ tri t tiêu ồ ị ặ ẫ ồ ạ ộ ể ệ

1.4

System: gk1 Time (sec): 6.49 Amplitude: 1.15 System: gk2

Time (sec): 5.92 Amplitude: 1.07

System: gk3 Time (sec): 5.17 Amplitude: 1.01

Xin chân thành c m n ả ơ