v ới quy luật ủ iều chỉnh tỉ lệ
3.4.4.2.Phương phỏp Ziegler – Nichols II.
* Kết quả khảo sỏt hệ thống thực:
a. Kết quả khảo sỏt với bộ P. b. Kết quả khảo sỏt với bộ PI.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 92
Hỡnh 3.21: Kết quả khảo sỏt hệ thống thực theo phương phỏp Ziegler-Nichols II cho ủối tượng lũ giú núng.
Bảng 3.8: Tổng hợp cỏc chỉ tiờu ủỏnh giỏ chất lượng hệ thống ủiều khiển thực theo cỏc phương phỏp kinh ủiển.
Bộủiều khiển Phương phỏp Chỉ tiờu ủỏnh giỏ
P PI PID
ðộ quỏ ủiều chỉnh σ(%) 4 Thời gian quỏ ủộ Tqủ(giõy) 300 Số lần dao ủộng N(lần) 01 Haalman
Sai lệch tĩnh e∞(%) 0
ðộ quỏ ủiều chỉnh σ(%) 0 Thời gian quỏ ủộ Tqủ(giõy) 300 Số lần dao ủộng N(lần) 0 Khửủiểm cực và
ủiểm khụng
Sai lệch tĩnh e∞(%) 0
ðộ quỏ ủiều chỉnh σ(%) 0 0 0 Thời gian quỏ ủộ Tqủ(giõy) 220 450 450 Số lần dao ủộng N(lần) 0 0 0 Mụ hỡnh nội IMC
Sai lệch tĩnh e∞(%) 0 0 0
ðộ quỏ ủiều chỉnh σ(%) 3,3 6,0 4,0 Thời gian quỏ ủộ Tqủ(giõy) 250 250 300 Số lần dao ủộng N(lần) 02 02 01 Ziegler-Nichols I
Sai lệch tĩnh e∞(%) 54,9 0 0
ðộ quỏ ủiều chỉnh σ(%) 2,2 6,0 8,0 Thời gian quỏ ủộ Tqủ(giõy) 250 300 300 Số lần dao ủộng N(lần) 02 02 02 Ziegler-Nichols II
Sai lệch tĩnh e∞(%) 54,9 0 0
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 93
3.4.5. Phương phỏp thực nghiệm xỏc ủịnh thụng số bộ ủiều khiển PI.
Trong chương 2 chỳng ta ủó nờu ra phương phỏp thực nghiệm ủể xỏc ủịnh thụng số của bộ ủiều khiển PI nhằm hỗ trợ cho những người vận hành cỏc hệ
thống ủiều khiển trong thực tế cú một phương phỏp xỏc ủịnh thụng số bộ ủiều khiển mà khụng cần xỏc ủịnh mụ hỡnh toỏn học của ủối tượng. Trong phần này chỳng tụi ứng dụng phương phỏp nờu trờn ủể xỏc ủịnh cho bộ ủiều khiển PI sử
dụng ủểủiều khiển nhiệt ủộ lũ giú núng. Thớ nghiệm ủược tiến hành với quy luật tỉ lệ cú hệ số khuếch ủại Km = 4,5 và nhiệt ủộ ủặt 500C (tương ứng tớn hiệu ủo 5V). Trạng thỏi xỏc lập ban ủầu ud = 1,8 và y0 = 2,8. Kết quảủường thực nghiệm
ủược mụ tả trờn hỡnh 3.22
Hỡnh 3.22. Quỏ trỡnh quỏ ủộủiều khiển nhiệt ủộ giú núng sử dụng quy luật tỉ lệ với Km = 4,5 nhiệt ủộủặt 500C.
Từ ủồ thị xỏc ủịnh ủược y∞ = 4,2. Như vậy sai lệch tĩnh δ = 5 – 4,2 = 0,8. Tỏc
ủộng ủiều khiển ud = 4,5.0,8 – 1,8 = 1,8. Từ ủú xỏc ủịnh ủược hệ số truyền của
ủối tượng: Kd = (4,2 – 2,8)/1,8 = 0,78. Khi sử dụng quy luật tỉ lệ tớch phõn thỡ khụng cũn sai lệch tĩnh. Như vậy tỏc ủộng tớch phõn phải tạo ra ủược tỏc ủộng
ủiều khiển ud = (5 – 2,8)/0,78 = 2,82. Từ ủồ thị ủường quỏ ủộ ủiều khiển khi sử
dụng quy luật tỉ lệ (hỡnh 2.21) xỏc ủịnh ủược giỏ trị tớch phõn sai lệch S = 97. Như vậy hằng số thời gian tớch phõn sẽ là:
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 94
155 82 . 2 97 . 5 , 4 . = = = d m i u S K T (3.22) Hỡnh 3.23 mụ tả quỏ trỡnh ủiều khiển sử dụng quy luật tỉ lệ tớch phõn với Km = 4,5 Ti = 155s. Trờn cơ sở kết quả thớ nghiệm với hệ thống ủiều khiển
Hỡnh 3.23. ðồ thị quỏ trỡnh ủiều khiển khi sử dụng quy luật tỉ lệ tớch phõn với Km = 4,5 và Ti = 155.
trong phũng thớ nghiệm cú thể khẳng ủịnh thuật toỏn xỏc ủịnh thụng số bộ ủiều khiển tỉ lệ tớch phõn bằng phương phỏp thực nghiờm là ủỳng. Hỡnh 3.24 biểu diễn cỏc kết quả thớ nghiệm trờn ủược ghi trờn băng giấy của mỏy ghi.
Hỡnh 3.24. Kết quả thớ nghiệm ủược ghi trờn băng giấy của mỏy ghi khi sử
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 95
Nhận xột:
Tất cả cỏc phương phỏp xỏc ủịnh bộ ủiều khiển ở trờn ủều dựa vào hàm truyền ủạt của ủối tượng, ủối tượng ủú thuộc lớp nào mà hàm truyền ủạt của ủối tượng lại phụ thuộc vào việc nhận dạng ủặc tớnh ủộng học của nú. Cựng một ủối tượng cú thể sẽ cú hàm truyền ủạt khỏc nhau tựy thuộc vào kinh nghiệm, quy
ước và cỏch quan sỏt của người ủiều khiển. Vớ dụ khi kớch thớch hàm 1(t) tại ủầu vào ta thu ủược hàm quỏ ủộở ủầu ra, từ ủặc tớnh của ủường quỏ ủộ ủú ta cú thể
xấp xỉ ủối tượng ủú thuộc lớp mụ hỡnh quỏn tớnh bậc nhất cú trễ hay là một khõu dao ủộng bậc hai. Với mỗi cỏch xấp xỉ ủú cho ta một bộủiều khiển cú cỏc tham số khỏc nhau.
Ở chương 3 luận văn ủó thực hiện việc tổng hợp, khảo sỏt bộ PID theo cỏc phương phỏp kinh ủiển với ủối tượng ủiều khiển là lũ giú núng của phũng thớ nghiệm. Qua chương này ta thấy rằng cú một sự khai thỏc trong khi ủiều khiển thực so với việc mụ phỏng offline. Cú sự sai khỏc này là do những sai lệch của mụ hỡnh trong khi nhận dạng và sự ảnh hưởng của nhiễu trong quỏ trỡnh ủiều khiển. Do ủú trong quỏ trỡnh ủiều chỉnh ta phải thay ủổi bộ tham số thay ủổi ớt so với tớnh toỏn theo lý thuyết ủể chất lượng ủiều khiển ủược tốt hơn.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 96