1.1 Xác đinh Kgh và Tgh của đối tượng
- Mô hình đối tượng sử dụng bộ điều khiển Kp để tìm Kgh và Tgh được mô phỏng trên matlab như sau :
Hình 7 mô phỏng matlab tìm Kgh và Tgh
Kết quả đạt được sau mô phỏng:
Hình 8: Kết quả mô phỏng tìm Kgh và Tgh
1.2 Thiết kế bộ điều khiển P cho đối tượng
-Sử dụng công thức tính toán bộ điều khiển theo Zeigler-Nichols 2 ta tính được bộ điều khiển P như sau:
Kp=Kgh/2=0.0059
- Tiến hành mô phỏng đánh giá kết quả của bộ điều khiển với giá trị đặt là 20:
Hình 9 Mô phỏng bộ điều khiển P
Hình 10: Kết quả mô phỏng bộ điều khiển P
- Nhận xét:
Bộ điều khiển P làm hệ thống ổn định , nhưng mà không triệt tiêu được sai lệch tĩnh, không tiến tới được giá trị đặt , dao động lớn.
Đã thử các giải pháp tăng giảm Kp nhưng kết quả vẫn tương tự => Bộ điều khiển P không phù hợp để điều khiển hệ thống trên.
1.3 Thiết kế bộ điều khiển PI cho đối tượng
-Sử dụng công thức tính toán bộ điều khiển theo Zeigler-Nichols 2 ta tính được bộ điều khiển PI như sau:
Kp=0.45* Kgh=0.0053 Ki= Kp*1/ Ti= 0.00006
- Tiến hành mô phỏng đánh giá kết quả của bộ điều khiển với giá trị đặt là 20:
Hình 11:Mô phỏng bộ điều khiển PI
Hình 12 kết quả mô phỏng bộ điều khiển PI
- Nhận xét :
+ Bộ điều khiển PI làm cho hệ thống ổn định , bám được giá trị đặt + Thời gian xác lập rất châm (0-90%) hơn 800 giây
+ Hệ thống không có độ quá điều chỉnh
=> Tinh chỉnh lại bộ tham số Kp, Ki để hệ đạt chất lượng tốt hơn ,
- Kết quả mô phỏng với bộ tham số Kp=0.0057,Ki=0.00028
Hình 13 Kết quả mô phỏng bộ điều khiển PI với Kp=0.0057,Ki=0.00028 - Nhận xét :
+ Thời gian xác lập : T5% = 239,7(s) + Thời gian quá độ : T= 84,3(s) + Độ quá điều chỉnh Δh=11.29%
=> Chất lượng đã cải thiện , tuy nhiên thời gian xác lập vẫn rất chậm , độ quá điều chỉnh Hơi cao , thời gian giao động vẫn lớn
1.4. Thiết kế bộ điều khiển PID cho đối tượng
Kd= Kp*Td=0.0882
- Tiến hành mô phỏng đánh giá kết quả của bộ điều khiển với giá trị đặt là 20:
Hình 14 Mô phỏng bộ điều khiển PID
-Kết quả thu được:
Hình 15 Kết quả mô phỏng bộ điều khiển PID
- Nhận xét:
+ hệ thống tồn tại dao động + Thời gian quá độ lâu
=> tinh chỉnh lại tham số Kp, Ki, Kd để hệ đạt chất lượng tốt hơn -Kết quả thu được với bộ tham số Kp= 0.0024, Ki=0.00027, Kd=0.03
Hình 16 Kết quả mô phỏng bộ điều khiển PID với Kp= 0.024, Ki=0.00027, Kd=0.03
-Nhận xét:
+ Hệ thống ổn định
+ Độ quá điều chỉnh : Δh=2.43% + Thời gian xác lập : T5%= 106,2 (s) + Thời gian quá độ : T=101.3 (s)
+ Hệ thống không có dao động chất lượng tốt
1.5 Kết luận:
- Qua các phần trên ta có thể thấy rằng bộ điều khiển PID đem lại kết quả tốt nhất so với các bộ điều khiển khác . Bộ tham số tốt nhất của bộ diều khiển PID này là :