1. Tổng quan về bộ điều khiển
1.2. Các vấn đề thực tế và sai số
Có 2 vấn đề xảy ra trong trường hợp điều khiển quadcopter lơ lửng tại một vị trí cụ thể đó là:
- Làm sao để quadcopter đạt được tới độ cao mong muốn - Làm sao để quadcopter lơ lửng tại độ cao đó
Đây là nơi bộ điều khiển PID phát huy tác dụng. Thông số P(Proportional)
Trang 33
Thông số P (khâu tỉ lệ) cho phép chúng giải quyết yếu tố đầu tiên đó là đạt tới độ cao mong muốn. Khi sai lệch lớn thì tích số giữa thông số P và sai lệch cũng sẽ lớn theo dẫn tới quadcopter sẽ tăng tốc, khi sai lệch nhỏ dần thì vận tốc của quadcopter cũng sẽ nhỏ dần khiến cho quadcopter chậm lại khi càng tới nơi. Nhưng khi sai lệch bằng không cũng là lúc quadcopter sẽ ngừng quay dẫn tới quadcopter sẽ rơi, sau đó khi phát hiện sai số thì quadcopter lại tiếp trục tăng tốc và quadcopter sẽ chỉ có thể lơ lửng tại nơi mà tốc độ của động cơ vừa đủ để cân bằng trọng lực chứ không phải là vị trí ta mong muốn, và giữa vị trí đó với vị trí mong muốn luôn luôn có sai lệch mặc cho ta tăng giá trị P lên bao nhiêu chăng nữa. Đây là vấn đê của sai số xác lập mà khâu P không thể giải quyến được đòi hỏi phải có hai khâu I.
Trang 34 Thông số I(Intergral) xử lý sai số xác lập
Sai số xác lập của quadcopter luôn tồn tại nếu ta chỉ sử dụng một bộ điều khiển có P duy nhất, để giải quyết vấn đề đó ta phải sử dụng thêm bộ điều khiển Intergral để xử lý sai số xác lập đó.
Thông bộ PI hoạt động trong trường hợp này như sau:
Khi đạt tới giá trị lơ lửng thông qua bộ P sẽ luôn luôn có sai số xác lập, nhiệm vụ của bộ I là căn cứ vào thông số đó mà gia tăng tốc độ động cơ:
Trang 35
Khi quadcopter bay cao hơn giá trị lơ lửng của nó với độ cao xác lập bởi khâu P. thì mức độ chênh lệch giữa sai số và sai số xác lập sẽ thay đổi, căn cứ vào đây, khâu I sẽ tăng chỉnh giá trị động cơ cho phù hợp để giữ nguyên sai số xác lập ban
đầu
Thông số D(Derivative) xử lý vọt lố và làm mượt
Độ lợi vi phân, 𝑲𝒅
Giá trị càng lớn càng giảm độ vọt lố, nhưng lại làm chậm đáp ứng quá độ và có thể dẫn đến mất ổn định do khuếch đại nhiễu tín hiệu trong phép vi phân sai số.