7 .4.1 Đặc tính của đối tợng
7.5.2. Hệ thống Cascade dùng hai vòng điều khiển
Khi xem xét hệ thống một vòng điều khiển chúng ta đã thấy nhợc điểm của nó đó là: tác động chậm và khả năng bù nhiễu kém.
Hình 52: Đáp ứng hệ thống một vòng điều khiển khi chịu tác động nhiễu phụ tải.
Do vậy cần phải tìm một biến trung gian cùng chịu tác động của đầu vào và biến này phải có khả năng thích ứng nhanh, biến này sẽ đợc điều khiển bởi bộ điều khiển vòng trong. Khi đó nếu hệ thống chịu tác động nhiễu thì vòng trong sẽ phát hiện ra nhiễu sớm và kịp thời điều chỉnh bù nhiễu ( thậm chí triệt tiêu nhiễu trớc khi nó xảy ra với quá trình chính ). Trong hệ thống này chúng ta chọn biến trung gian là nhiệt độ vỏ lò.
Vòng trong sử dụng bộ điều khiển P nhằm gây tác động nhanh triệt tiêu nhiễu gây ra cho hệ thống có hàm truyền đạt: Wdk2( )p =K2
Vòng ngoài dùng bộ điều khiển PI có hàm truyền đạt: ( )p =K ⋅ +Tp W i dk 1 1 1 1
Phơng pháp tìm thông số cho các bộ điều khiển: cho thông số K2 của bộ điều khiển vòng trong một giá trị cụ thể áp dụng phơng pháp Gausse/Seidel để tìm các thông số tối u cho bộ điều khiển vòng ngoài. Sau đó thay đổi giá trị K2 lại tìm tiếp thông số tối u cho bộ điều khiển vòng ngoài.
Cuối cùng ta tìm đợc đặc tính tối u cho hệ thống điều khiển Cascade: Bộ điều khiển vòng trong:
( ) 0.13
2 p =
Wdk
Bộ điều khiển vòng ngoài:
( )p = + p Wdk 540 1 1 * 02 . 3 1
* Khi hệ thống chịu nhiễu phụ tải:
Ta cũng cho quá trình chịu một nhiễu phụ tải ở thời điểm t = 8000s với biên độ nhiễu là 8:
Thì khi đó đáp ứng của hệ thống nh sau:
* Nhận xét: do ta sử dụng thêm một biến vòng trong cùng chịu tác động của đầu vào, biến này tác động nhanh hơn qúa trình chính nên khi quá trình chịu nhiễu phụ tải thì vòng trong sẽ phát hiện sớm sự thay đổi này và tác động ngay. Do đó quá trình chính ít chịu sự tác động của nhiễu phụ tải thể hiện trên hình vẽ: biên độ lớn nhất khi có nhiễu chỉ là 56.53 nhỏ hơn so với biên độ nhiễu gây ra cho hệ thống không sử dụng điều khiển Cascade.
Hình 55: Sơ đồ hệ thống điều khiển Cascade có nhiễu tác động.