Bài 4 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ
4.2.3. Nguyên lý điều khiển tuyến tính:
Khác với nguyên lý ON-OFF chỉ cĩ hai giá trị cơng suất ở ngõ ra, sơ đồ điều khiển tuyến tính cung cấp cơng suất cho tải thay đổi một cách liên tục theo sai lệch giữa nhiệt độ đặt và nhiệt độ thực. Bộ hiệu chỉnh xử lý tín hiệu sai lệch đặt - phản hồi, cho ra tín hiệu điều khiển làm sai lệch tiến về zero với đặc tính quá độ mong muốn. Nhƣ vậy ở chế độ xác lập , nhiệt độ lị và cơng suất cung cấp cho lị sẽ cĩ một giá trị xác lập, phụ thuộc vào đặc tính hệ thống .
Chất lƣợng hệ thống nhƣ vậy sẽ phụ thuộc vào thơng số của sơ đồ hiệu chỉnh. Một trong những nguyên lí hiệu chỉnh thƣờng dùng là PID(vi phân tích phân tỉ lệ), và trong bài
thí nghiệm ta dùng P (điều khiển tỉ lệ) vì khơng thể thực hiện các thời hằng của mạch vi tích phân (ở đây cĩ trị số khá lớn) bằng mạch analog.
Nhƣ vậy, khâu hiệu chỉnh chỉ là mạch khuếch đại cĩ hệ số thích hợp, dung hồ giữa độ chính xác và chất lƣợng quá độ vì nếu tăng hệ số khuếch đại, sai số sẽ giảm nhƣng sẽ xuất hiện dao động và vọt lố ở ngõ ra.
Sơ đồ khối hệ thống điều khiển tuyến tính nhƣ sau:
Hình 4.3
HC: hàm truyền bộ hiệu chỉnh, trong thí nghiệm này chỉ là bộ khuếch đại.
Phƣơng pháp điều khiển cơng suất đƣợc dùng là điều rộng xung. Tải sẽ nhận cơng suất trong khoảng Ton của chu kì T khơng đổi. Cơng suất trên tải cĩ thể điều khiển đƣợc bằng cách thay đổi độ rộng xung tƣơng đối a:
A=Ton/T.
Và cơng suất cung cấp cho tải : P=a*Pmax.
Pmax : cơng suất cực đại ứng với trƣờng hợp a=1, khi phần tử điều khiển cơng suất là TRIAC đĩng mạch liên tục.
Vì TRIAC chỉ ngắt mạch khi dịng qua nĩ về zero, chu kì T phải đủ lớn để cho TRIAC cĩ thể dẫn điện trong nhiều chu kì điện áp lƣới (tần số lƣới điện là 50 Hz).
Trong bài thí nghiệm, T khoảng 3 giây, bộ thí nghiệm cĩ chỉ thị hệ số a theo đơn vị % gọi là %cơng suất.
Bài 4: Hệ thống điều khiển nhiệt độ