r 385: 2 loại nhiệt điện 392: tở
2.1. Điều khiển PID.
Tờn gọi P. I. D là chữ viết tắt của ba thành phần cơ bản trong bộ điều khiển kinh điển, trong đú: Khuyếch đại tỷ lệ (P), tớch phõn (I) và vi phõn (D). Mặc dự lý thuyết điều khiển đó phỏt triển mạnh mẽ và cú những bước tiến nhảy vọt như: điều khiển mở, ứng dụng mạng noron… nhưng bộ điều khiển P.I.D vẫn cú vai trũ vụ cựng quan trọng.
Bộ điều khiển P.I.D được sử dụng rộng rói để điều khiển cỏc đối tượng SISO (một vào - một ra) theo nguyờn lý hồi tiếp. Bộ điều khiển PID sở dĩ được sử dụng rộng rói là tớch đơn giản của nú cả về cấu trỳc lẫn nguyờn lý làm việc mà chất lượng lại tốt. Nhiệm vụ của nú là đưa sai lệch e(t) của hệ thống về 0 sao cho quỏ trỡnh quỏ độ thoả món cỏc yờu cầu cơ bản về chất lượng .
- Nếu sai lệch e (t) càng lớn thỡ thụng qua thành phần Up (t), tớn hiều điều chỉnh U (t) càng lớn (vai trũ của khuếch đại P).
- Nếu sai lệch e(t) chưa về 0 thỡ thụng qua UI (t), PID vẫn cũn tạo tớn hiệu điều chỉnh (vai trũ của tớch phõn I).
- Nếu sự thay đổi e(t) cú tốc độ nhanh thỡ thụng qua thành phần UD(t), phản ứng thớch hợp của u(t) sẽ càng nhanh (vai trũ của vi phõn D).
Cấu trỳc của bộ điều khiểu PID:
e (t) u(t)
UP
UI
+ Điểu khiển với bộ điều khiểu PID.
Trong đú: ω(t): tớn hiệu vào y(t): tớn hiệu ra e(t): sai lệch
u(t): tớn hiệu điều khiển.
Bộ điều khiểu PID được mụ tả dưới phương trỡnh toỏn học sau đõy bằng mụ hỡnh vào - ra. ω(t) = kp t D I 0 1 de(t) e(t) e( )d T T dt + τ τ + ∫
e(t): tớn hiệu đầu vào u(t): tớn hiệu đầu ra. kp: hệ số khuếch đại TD: hằng số vi phõn
Từ mụ hỡnh vào - ra trờn ta cú được hàm truyền sau: W(s) = kp (1 + D
I
1 T s T s T s+ )
Từ hàm truyền trờn ta cú: chất lượng của hệ thống phụ thuộc vào ba tham số kp, ID, TI. Để hệ thống đạt được chất lượng theo yờu cầu đặt ra thỡ phải phõn tớch đối tượng rồi trờn cơ sở chọn cỏc tham số đú sao cho phự hợp.
Một điều cần chỳ ý là khụng phải mọi trường hợp đều bắt buộc xỏc định cả ba tham số kp, TI và ID. Vớ dụ những trường hợp mà bản thõn đối tượng điều khiển đó cú thành phần tớch phõn thỡ trong đú bộ điều khiểu khụng cần phải cú thờm khõu tớch phõn mới khử được sai lệch tĩnh, hay núi cỏch khỏc, khi đú ta chỉ
46
ω(t) Đối tượng
điều khiển
cần sử dụng bộ điều khiểu PD là đủ. Hoặc khi tớn hiệu trong hệ thống thay đổi tương đối chậm và bản thõn và bản thõn bộ điều khiển khụng cần cú phản ứng thật nhanh với sự thay đổi của sai lệch e(t) thỡ ta chỉ cần sử dụng bộ điều khiểu PI.
Hỡnh vẽ dưới đõy mụ tả đỏp ứng đầu ra khi điều khiển bằng PID.