1. 5 Phương pháp đọc tín hiệu
5.1 Giới thiệu bộ điều khiển
Cấu trúc bộ điều khiển PID (Hình) gồm có ba thành phần là khâu khếch đại (P), khâu tích phân (I), và khâu vi phân (D). Khi sử dụng giải thuật toán PID nhất thiết phải lựa chọn chế độ làm việc là P, I hay D và sau đó là đặt tham số cho các chế độ đã chọn. Một cách tổng quát, có ba thuật toán cơ bản được sử dụng là P, PI và PID.
Hình 3.9 Cấu trúc bộ điều khiển PID rời rạc
Bộ điều khiển PID có cấu trúc đơn giản, dễ sử dụng nên được sử dung rỗng rãi trong điều khiển các đối tượng SISO theo nguyên lý hồi tiếp (hình 3.9). Bộ PID có nhiệm vụ đưa sai
lệch về e(t) của hệ thống về 0 sao cho quá trình quá độ thão mãn các yêu cầu cơ bản về chất lượng.
Nếu sai lệch e(t) càng lớn thì thông qua thành phần tỉ lệ up(t), tín hiệu điều chỉnh u(t) càng lớn.
Nếu sai lệch e(t) chưa bằng – thì qua thành phần tích phân uI(t), tín hiệu điều chỉnh vẫn được bộ PID tạo ra.
Nếu sự thay đổi của sai lệch e(t) càng lớn thì thông qua thành phần vi phân uD(t), phản ứng thích hợp của u(t) sẽ càng nhanh.
Hình 4.0 Điều khiển hồi tiếp với bộ điều khiển PID
Trong hình vẽ trên:
Pant: Là hệ thống cần được điều khiển
Controller: Cung cấp tín hiệu điều khiển cho Plant, được thiết kế để điều khiển toàn vộ đáp ứng của hệ thống.
Trong đó:
: Độ lợi khâu tỷ lệ
: Độ lợi khâu tích phân
: Độ lợi khâu vi phân
Biến số (e) đại diện cho sai số giữa các giá trị mong muốn (R) và giá trị ngõ ra (Y). Sai số này được đưa đến bộ điều khiển PID, và bộ điều khiển này sẽ tính toán cả vi phân và tích phân của tín hiệu sai số này. Tính hiệu (u) sẽ có giá trị như sau:
Tín hiệu (u) sẽ được đưa đến đối tượng điều khiển và ta sẽ thu được một tín hiệu (Y) mới. Tín hiệu này sẽ lại được đưa đến cảm biến để tính toán ra sai số mới (e). Bộ điều lại tính toán các giá trị vi phân, tích phân của sai số này. Qúa trình cứ thế lặp đi lặp lại.
Đặc tính của bộ điều khiển P, I và D. Bộ điều khiển tỉ lệ (), có tác dụng làm giảm thời gian lên, nhưng không triệt tiêu, sai số ở trang thái xác lập.
Bộ điều khiển tích phân ) sẽ triệt tiêu sai số ở trạng thái xác lập, nhưng lại có thể làm giảm chất lượng của đáp ứng quá độ.
Bộ điều khiển tích phân ) sẽ làm tăng ổn định của hệ thống, giảm độ vọt lố và tăng chất lượng đáp ứng quá độ.
Hàm truyền bộ điều khiển PID có dạng như sau:
chương 6 MÔ PHỎNG
Chương này ta sẽ mô phỏng trên 2 bộ điều khiển và từ đó rút ra nhận xét
