Trong phần mềm Matlab/Simulink có Toolbox PID tune để xác định các thông số của bộ điều khiển. Nhiệm vụ đặt ra là cần xác định các tham số của bộ điều khiển KP, KI, KD sao cho nhiệt độ vùng 1 tiến tới và ổn định tại giá trị đặt theo yêu cầu công nghệ. Vậy sơ đồ khối hệ thống điều khiển nhiệt độ vùng 1 nhƣ sau:
Hình 2.7. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển nhiệt độ vùng sấy
Đào Đăng Hải Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
Trong đó KPID(s) là hàm chuyền của bộ điều khiển PID Mô phỏng trên phần mềm MATLAB ta có
Hình 2.8. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển nhiệt độ vùng sấy trên Simulink
Để tìm tham số bộ điều khiển ta sử dụng phƣơng pháp tổng hợp PID tune. Ta làm nhƣ sau:
Đào Đăng Hải Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
Hình 2.9. Bảng thiết lập thông số bộ điều khiển PID trên Simulink
Đào Đăng Hải Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
Hình 2.10. PID tuner của Matlab/Simulink
Kết quả này cho ta các tham số P, I, D và N (khâu lọc) của bộ điều khiển trong bảng controller parameters (hình 2.10). Bảng dƣới là Performance and robustnetss cho các thông số để đánh giá chất lƣợng của bộ điều khiển nhƣ: thời gian quá độ, độ quá điều chỉnh,…
Có thể đánh dấu các điểm đặc biệt trên đồ thị bằng cách kích chuột phải vào màn hình của đồ thị rồi chọn characteristic nhƣ hình dƣới:
Đào Đăng Hải Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
Hình 2.11. Đánh dấu các điểm đặc biệt trên đồ thị đáp ứng của PID tuner Chú ý: Tích vào ô Automaticaly update parameter để bộ điều khiển tự động cập nhật các tham số mới.
Bước 3: Tinh chỉnh các tham số của bộ điều khiển PID.
Phần này chủ yếu là là dò tìm bằng cách điều chỉnh thanh trƣợt Response time
(thay đổi thời gian xác lập). Sau đó vào ô Design mode trên cùng, chọn
Extended (hình 2.12).
Di chuyển hai thanh trƣợt Bandwidth và Phase margin để đƣợc chất lƣợng đáp ứng tốt nhất.
Đào Đăng Hải Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
Hình 2.12. Tinh chỉnh thông số bộ điều khiển trên PID tuner
Sau ba bƣớc thực hiện nhƣ trên cuối cùng ta thu đƣợc kết quả: P=2.1532, I=0.0089473, D=6.3799.
Với thời gian quá độ là 44.3s, thời gian xác lập là 88.8s và độ quá điều chỉnh là 1.59% (thỏa mãn các yêu cầu công nghệ).
Đào Đăng Hải Nghiên cứu khảo sát và tích hợp dây chuyền sản xuất dâu điện từ CTCP Ngô Han
Cập nhật các thông số chạy mô phỏng để kiểm chứng kết quả:
Hình 2.13. Nhiệt độ vùng sấy khi nhiệt độ đặt 800 0 C
Nhƣ vậy nhiệt độ vùng sấy ổn định ở nhiệt độ đặt với thời gian trễ (30s) và độ quá điều chỉnh (1.59%< 10%) thỏa mãn yêu cầu công nghệ.