THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN
4.1.2Mô phỏng bộ điều khiển ổn định PID
Sơ đồ mô phỏng chính của bộ điều khiển PID thể hiện trên hình 4.1 Sơ đồ hệ thống con lắc ngược quay thể hiện trên hình 4.2.
Kết quả mô phỏng các góc quay và thể hiện trên hình 4.3 và 4.6 Kết quả mô phỏng các góc quay và thể hiện trên hình 4.4 và 4.7
Hình 4.1 Sơ đồ mô phỏng bộ điều khiển PID
Tín hiệu điều khiển là điện áp đưa vào con lắc ngược quay. Ngõ ra là các tín hiệu của các góc , , , . Tín hiệu được phản hồi qua bộ điều khiển PID để điều chỉnh sai lệch giá trị đo được của hệ thống để giá trị ở ngõ ra ổn định.
Hình 4.2 Sơ đồ bộ điều khiển hệ con lắc ngược quay
Ở sơ đồ 4.2 – sơ đồ bộ điều khiển hệ con lắc ngược quay có tín hiệu vào là 1 bộ mix bao gồm tổng hợp các tín hiệu , , , và tín hiệu điện áp, tín hiệu điều khiển ổn định. Ra của bộ điều khiển là tín hiệu có công thức là phương trình 3.26 và 3.27. Các giá trị , có được là do vi phân các phương trình 3.26 và 3.27 của , . Vi phân các giá trị , ta được các giá trị , .
Hình 4.4 Mô phỏng tín hiệu ra của góc
Hình 4.3 và 4.4 khi đặt góc ban đầu 5 lệch so với vị trí cân bằng ta thấy hệ 0 thống cánh tay quay bắt đầu dao động nhưng chiều của cánh tay ngược so với chiều quay của con lắc để giữ ổn định cho con lắc không rơi khỏi vị trí cân bằng.
Hình 4.6 Đáp ứng vận tốc của góc
Hình 4.7 Đáp ứng vận tốc của góc
Hình 4.5; 4.6 và 4.7 đáp ứng của điện áp vào và vận tốc góc xoay và đều ổn định sau một khoảng thời gian dao động để giữ cho hệ con lắc cân bằng ngược phía trên.