- DB (Data Block): Miền chứa cỏc dữ liệu được tổ chức thành khối Chương trỡnh cú thể truy nhập miền này theo từng bit (DBX ), byte ( DBB ),
2.3.2.Cỏc tham số của bộ điều khiểnPID
Bộ điều khiển Tỉ lệ -Tớch phõn - Vi phõn gồm ba thành phần cơ bản: P, I, và D với cỏc tớnh chất khỏc nhau:
+ Thành phần Tỉ lệ (P - Proportional): đơn giản, phản ứng nhanh với tỏc động đầu vào, tuy nhiờn khú trỏnh khỏi sai lệch tĩnh với đối tượng khụng cú đặc tớnh tớch phõn. Thành phần tỉ lệ sử dụng phự hợp nhất với cỏc đối tượng cú tớnh quỏn tớnh - tớch phõn.
41
+ Thành phần Tớch phõn (I - Integral): Cú tỏc dụng tớch lũy sai số để triệt
tiờu sai lệch tĩnh. Tuy nhiờn khõu tớch phõn cũng làm tăng thời gian đỏp ứng của hệ thống, tăng thời gian xỏc lập, tăng độ quỏ điều chỉnh và dễ gõy mất ổn định cho hệ thống.
+ Thành phần Vi phõn (D - Derivative): Cú tỏc dụng giỳp hệ thống nhanh
chúng ổn định, đỏp ứng nhanh với cỏc phản ứng vào hệ thống, giảm thời gian xỏc lập và giảm độ quỏ điều chỉnh của hệ thống. Tuy nhiờn thành phần vi phõn cũng gõy ra cho hệ thống sự nhạy cảm với nhiễu đầu vào.
Sự ảnh hưởng của cỏc thành phần đến chất lượng của hệ kớn được trỡnh bày trong bảng 2.1.
Bảng 2.1. Tỏc dụng cỏc tham số P, I, D tới chất lượng điều khiển
Đỏp ứng Thời gian tăng Độ quỏ điều chỉnh
Thời gian
Xỏc lập Sai lệch tĩnh
Kp Giảm Tăng Thay đổi nhỏ Giảm
Ki Giảm Tăng Tăng Loại trừ
Kd Thay đổi nhỏ Giảm Giảm Thay đổi nhỏ
Đối với hệ thống cú độ dự trữ ổn định lớn, muốn tăng độ dự trữ ổn định ta chỉ cần tăng độ hệ số khuếch đại điều khiển. Hệ thống sẽ khụng tồn tại sai lệch tĩnh nếu như tớn hiệu vào cú dạng hàm bậc thang đơn vị và hằng số thời gian tớch phõn TI khỏc giỏ trị khụng. Luật điều khiển tớch phõn cũn được gọi là luật điều khiển chậm sau vỡ sai số điều khiển được tớch luỹ cho đến khi đủ lớn thỡ mới đưa tớn hiệu ra tỏc động điều khiển.
Khả năng tỏc động nhanh của hệ cú thể được giảm bớt thời gian quỏ điều chỉnh bằng cỏch thay đổi hằng số thời gian tớch phõn KD luật điều khiển vi phõn hay cũn cú thể núi luật điều khiển vi phõn được gọi là điều khiển vượt trước.
42 dk P 1 2 dk P 1 2 I 1 W (p)= K 1+ 1 1 T p I D D D K T p T p T p p
Trong cụng nghiệp với bộ điều khiển PID, người ta cú thể dễ dàng tớch hợp cỏc luật điều khiển khỏc như: luật tỷ lệ (P), điều khiển Tỷ lệ Tớch phõn (PI), Tỷ lệ Vi phõn (PD) tạo thành bộ điều khiển tối ưu đạt được những tham số mong muốn, đem lại hiệu quả kinh tế cao mà bất kỳ cỏc phương phỏp điều khiển hiện đại nào cú thể thay thế được. Cú thể núi điều khiển theo PID là phương phỏp điều khiển kinh điển mà cỏc bộ điều khiển khỏc khụng thể thay thế được trong quỏ trỡnh điều khiển tự động: khống chế nhiệt độ, tốc độ, ổn định…
Người ta vẫn thường núi rằng PID là một tập thể hoàn hảo bao gồm ba tớnh cỏch khỏc nhau:
- Phục tựng và thực hiện chớnh xỏc nhiệm vụ được giao ( tỷ lệ ).
- Làm việc và cú tớch luỹ kinh nghiệm để thực hiện tốt nhiệm vụ ( tớch phõn).
- Luụn cú sỏng kiến và phản ứng nhanh nhạy với sự thay đổi tỡnh huống trong quỏ trỡnh thực hiện nhiệm vụ (vi phõn).
Xột mụ hỡnh cấu trỳc tổng quỏt của hệ thống khi sử dụng bộ điều khiểnPID: R(s) u y e w _ S(s)
Hỡnh 2.8. Sơ đồ cấu trỳc của hệ thống
Trong mụ hỡnh bộ PID cú nhiệm vụ 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 hiệu điều chỉnh u(t) hay càng lớn (vai trũ khuếch đại Kp).
43
- Nếu sai lệch e(t) chưa bằng 0 thỡ thụng qua thành phần uI(t), bộ PID vẫn cũn tạo tớn hiệu điều chỉnh ( vai trũ của của tớch phõn TI)
. - Nếu sự sai lệch của e(t) càng lớn thỡ thụng qua thành phần uD(t) bộ PID sẽ thay đổi càng nhanh tức phản ứng thớch hợp của u(t) càng nhanh (vai trũ của vi phõn TD).
Đối với hệ thống điều khiển tự động tuyến tớnh liờn tục, để nõng cao chất lượng của quỏ trỡnh điều khiển, người ta ứng dụng cỏc cơ cấu hiệu chỉnh để tạo ra bộ điều khiển cú cỏc định luật điều khiển phức tạp. Cỏc bộ điều khiển cú thể gồm cỏc phần tử nối tiếp, hoặc song song hoặc nối tiếp – song song nhằm tạo ra cỏc luật điều khiển khỏc nhau. Bỡnh thường khi chưa cú cơ cấu hiệu chỉnh thỡ bộ điều khiển cú luật điều khiển tỉ lệ hay cũn gọi là bộ điều khiển kiểu P.Khi cú cơ cấu hiệu chỉnh thỡ bộ điều khiển cú thể tạo ra luật điều khiển tỉ lệ -vi phõn hay cũn gọi là bộ là bộ điều khiển PD, tỉ lệ - tớch phõn hay cũn gọi là bộ điều khiển PI, và tổ hợp tỉ lệ - vi tớch phõn cũn gọi là bộ điều khiển PID. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Ảnh hưởng của bộ điều khiển PD
Bộ điều khiển PD nhằm tạo ra tớn hiệu điều khiển sớm pha, làm tăng độ dự trữ ổn định, và làm hệ thống tỏc động nhanh hơn do tăng dải thụng của hệ và làm giảm tớnh dao động cú thể xuất hiện trong hệ. Nhưng đồng thời bộ điều khiển PDcũng làm tăng hệ số khuyếch đại của hệ ở miền tần số cao, gõy mất ổn định nếu hệ làm việc ở tần số này.
- Ảnh hưởng của bộ điều khiển PI
Ngược lại bộ điều khiển PD nhằm tạo tớn hiệu trễ pha làm thay đổi cỏc đặc tớnh của hệ chủ yếu ở tần số thấp, do đú giảm sai số tức là làm tăng độ chớnh xỏc điều khiển. Nhưng đồng thời sự trễ pha làm hệ thống cú xu hướng tiến gần biờn giới ổn định.Vỡ vậy định luật điều khiển PI ớt khi dựng một cỏch độc lập mà kết hợp với định luật điều khiển PD.
44
-Ảnh hưởng của bộ điều khiển PID
Bộ điều khiển PID tạo ra tớn hiệu điều khiển sớm – trễ pha tớn hiệu thường được dựng để đảm bảo tăng chất lượng của hệ thống điều khiển ở cả hai trạng thỏi xỏc lập và quỏ độ. Mục đớch của phần trễ pha là làm tăng độ chớnh xỏc và độ dự trữ ổn định của hệ thống, hiệu ứng chung là tăng toàn diện chất lương của quỏ trỡnh điều khiển tự động.