2.2 Lý thuy院t gi違 l壱p tính hi羽u c違m bi院n Oxy
2.2.4 Chuy 吋p"8鰻 i ADC t瑛 xung PWM và m衣ch LPF
C違m bi院n Oxy phát ra tín hi羽w"8k羽p"ƒr"f逢噂i d衣ng analog, các xung có d衣ng hình sin. Tropi"mjk"eƒe"xk"8k隠u khi吋n ch雨 xu医t tín hi羽w"f逢噂i d衣ng xung vng digital. Vì c亥n có m瓜t chuy吋p"8鰻i thích h嬰r"8吋 chuy吋n tín hi羽u digital t瑛 Arduino v隠 l衣i d衣ng tín hi羽u cpcnqi"v逢挨pi"v詠pj逢"v p"jk羽u c違m bi院n oxỵ
19
Hình 2. 12 Tín hi羽u hình sin và xung vng
A吋 xu医t các tín hi羽w"fkikvcn"f逢噂i d衣pi"cpcnqị"ej¿pi"vc"e„"4"rj逢挨pi"ƒp"n "f́pi" m衣ch DAC và s穎 d映ng k悦 thu壱v"d<o"zwpi"RYO0"
Rj逢挨pi"rjƒr"u穎 d映ng m衣ch DAC khá ph泳c t衣p vì c亥n s嘘 dkv"8亥w"x q"8栄 l噂p"8吋 8亥w"tc"8衣v"8瓜 m鵜n c亥n thi院t 荏8亥u rạ
Hình 2. 13 M衣ch DAC v噂k"6"dkv"8亥u vào
Rj逢挨pi"rjƒr"d<o"zwpi"vt詠c ti院p t瑛 arduino tr荏 nên thu壱n ti羽p"j挨p"x·"ctfwkpq"j鰻 tr嬰 ch泳e"p<pi"d<o"zwpi"x "8亥u ra có th吋vjc{"8鰻i t亥n s嘘8吋 8衣v"8瓜 m鵜n c亥n thi院t.
D<o"zwpi"RYO"n "m悦 thu壱v"8«"8逢嬰e"8隠 c壱p 荏 trên. K悦 thu壱t này c亥n có m衣ch Nqy"Rcuu"Hknvgt*NRH+"8吋鰻p"8鵜nh ngõ rạ
U挨"8欝 ho衣v"8瓜ng c栄a b瓜 chuy吋p"8鰻i DAC có d衣pi"pj逢"ucw<
20 2.2.5 B瓜 chuy吋p"8鰻i ADC
2.2.5.1 M衣ch Low Pass Filter (LPF) s穎 d映ng RC
B瓜 l丑c thơng th医p là m瓜t m衣ch có th吋8逢嬰c thi院t k院8吋 s穎c"8鰻k."8鵜nh hình l衣i ho員c lo衣i b臼 t医t c違 các t亥n s嘘 không mong mu嘘n c栄a tín hi羽w"8k羽n và ch雨 ch医p nh壱n ho員c chuy吋n nh英ng tín hi羽w"8k羽n theo mong mu嘘n.
Hình 2. 15 U挨"8欝 m衣ch l丑c LPF th映8瓜ng
Hình 2. 16 Nguyên lý l丑c thông th医p
Các b瓜 l丑c thông th医r"8挨p"ik違n nh医t bao g欝m m瓜v"8k羽n tr荏 và t映 8k羽p"pj逢pi"eƒe" b瓜 l丑c thông th医p ph泳c t衣r"j挨p"e„"u詠 k院t h嬰p c栄a cu瓜n c違m n嘘i ti院p và t映8k羽n m逸c song song. Trong ph亥n này, chúng ta s胤 xem xét lo衣k"8挨p"ik違n nh医t, b瓜 l丑c thông th医p RC th映 8瓜ng hai thành ph亥n. Lo衣i b瓜 l丑e"p {"vj逢運pi"8逢嬰c g丑i là b瓜 l丑c b壱c nh医t b荏i vì nó ch雨 có m瓜t thành ph亥n ph違n kháng là t映8k羽n trong m衣ch. Cơng vj泳e"zƒe"8鵜pj"8k羽p"ƒr"8亥w"tc"e栄c"o衣ej"n丑e"TE"pj逢"ucw<Zgo"zfiv"o衣ej"n丑e" vj»pi"vj医r"x噂k"4"rj亥p"v穎"T"x "E"d‒p"f逢噂k Hình 2. 17 U挨"8欝 b瓜 l丑c thông th医p th映8瓜ng
21 O衣ej"v逢挨pi"v詠"pj逢"o衣ej"p嘘k"vk院r"jck"8k羽p"vt荏"T1 và R20"Vc"e„"e»pi"vj泳e< 撃墜通痛 噺 撃沈津 迎態 迎怠髪"迎態 Dk院v"t茨pi"ikƒ"vt鵜"8k羽p"vt荏"e栄c"v映"8k羽p"8逢嬰e"ejq"d荏k"e»pi"vj泳e< 隙寵 噺 撃沈津に講血系な Pj逢"x壱{"v鰻pi"vt荏"e栄c"o衣ej"u胤"n < 傑 噺 " 謬迎態髪"隙寵態 V瑛"8„"vc"e„"e»pi"vj泳e"v pj"8k羽p"ƒr"8亥w"tc"e栄c"o衣ej"n丑e"NRH 撃墜通痛 噺 撃沈津 隙寵 紐迎態髪"隙寵態 噺 " 撃沈津隙寵傑" V亥p"u嘘"e逸v"e栄c"o衣ej"n丑e< 血寵 噺に講迎系な
D吋 nh壱n th医y khi giá tr鵜 t亥n s嘘 v<pị"ikƒ"vt鵜 8k羽p"ƒr"8亥u ra gi違o0"Vtqpi"mjk."8吋 8k羽p"ƒr"8亥w"tc"8衣v"8瓜 m鵜n c亥n thi院t ta c亥p"v<pi"v亥n s嘘 ho衣v"8瓜ng c栄c"ctfwkpq0"Pj逢"x壱y, 8吋 giá tr鵜 8k羽p"ƒr"8亥w"tc"pj逢"oqng mu嘘n chúng ta c亥n xem xét tính tốn giá tr鵜 c栄c"8k羽n tr荏 R và giá tr鵜 t映8k羽n C.
T瑛 công th泳c v pj"8k羽p"ƒr"8亥u ra c栄a b瓜 l丑c thông th医p.
Ta th医y n院u R r医t nh臼 so v噂i Xc thì Vout s胤 b茨ng Vin ch泳e"p<pi"d瓜 l丑e"mj»pi"8逢嬰c 8違m b違ọ N院u R r医t l噂n so v噂i Xc thì Vout s胤 ~ 0.
V噂i t亥n s嘘 ho衣v"8瓜ng là 16Mhz, n院u ch丑p"vt逢噂c giá tr鵜 R thì Vout ch雨 ph映 thu瓜c vào giá tr鵜 C. Vì v壱y ta ch丑p"vt逢噂c giá tr鵜 R và xem xét 違pj"j逢荏ng c栄c"E"8院p"8k羽n áp 8亥u rạ
Ch丑n giá tr鵜T"?"32µ0"Vc"v·o"ikƒ"vt鵜 E"ucq"ejq"8k羽p"ƒr"8亥u ra sao cho Vout khơng suy bi院n so v噂k"8k羽p"ƒr"8亥u vào Vin.
K院t qu違vjw"8逢嬰c:
B茨ng cách ch丑n tr逢噂c t亥n s嘘 ho衣t 8瓜ng c栄a Arduino và gán giá tr鵜 R. Giá tr鵜 C 8逢嬰c 8k隠u ch雨nh sao cho d衣n sóng 8亥u ra khơng suy bi院n và 8違m b違o thông s嘘 phù h嬰p v噂i yêu c亥u bài toán 8員t ra v隠 t亥n s嘘 ho衣t 8瓜ng c栄a xung và t亥n s嘘 c逸t c栄a m衣ch l丑c.
22
雲 t亥n s嘘 16MHz, prescale 8, 泳ng v噂i t亥n s嘘 8w"tc"vtp"ctfwkpq"90:mJƯ*34: 0" Giỏ tr T"?"32à0"E"?"322032-6H"vjÃ"8kp"r"8u ra khụng suy bi院n so v噂k"8k羽p"ƒr"8亥u vàọ Tuy nhiên, lúc này t亥n s嘘 c逸t c栄a m衣ch l丑c th医r"j挨p"8亥u ra c栄a arduinọ
Hình 2. 18 Giá tr鵜 c栄c"T"x "E"8吋8亥u ra không suy gi違m
M員t khác, m映c tiêu c栄a b瓜 l丑c thơng th医p khơng ch雨 n "fw{"vt·"8亥u vào mà cịn có ch泳e"p<pi"ejw{吋n d衣ng digital (xung vuông) sang d衣ng g亥n v噂i analog *u„pi"ukp+"pj逢" tín hi羽u c違m bi院n oxỵ Nên vi羽e"n o"8亥u ra không suy bi院n là không c亥n thi院t. Trong vt逢運ng h嬰r"p {."8吋8違m b違o c違 hai y院u t嘘 ta ch丑n giá tr鵜T"x "E"pj逢"ucw0
Hình 2. 19 Giá tr鵜 c栄c"T"x "E"8吋8亥u ra có d衣ng sóng sin
Lúc này t亥n s嘘 c逸t c栄a m衣ch kho違ng 16kHz, l噂p" j挨p" uq" x噂k" 8亥u ra c栄a ctfwkpq*90:mJ¦+0"P‒p"8違m b違o tồn b瓜8亥w"tc"8逢嬰c 鰻p"8鵜nh.
B瓜 l丑c thông th医p b壱c m瓜v"vw{"8挨p"ik違p"pj逢pi"e„"j衣n ch院 là t亥n s嘘 c逸t b鵜 違nh j逢荏ng b荏i tr荏 kháng c栄a t違k"x "8瓜 l嬰k"8亥u ra luôn nh臼j挨p"8亥w"x q0"A吋 h衣n ch院8k隠u này chúng ta s穎 d映ng m衣ch l丑c tích c詠c b壱c 1 thay th院 cho m衣ch l丑c RC b壱c 1.
23 2.2.5.2 M衣ch l丑c thông th医p LPF s穎 d映ng op-amp
U挨"8欝 m衣ch l丑c tích c詠c b壱c m瓜v"pj逢"ucw<
Hình 2. 20 M衣ch l丑c tích c詠c b壱c 1 s穎 d映ng opamp
B瓜 l丑c tích c詠c thơng th医p b壱c 1 bao g欝m m瓜t t亥ng b瓜 l丑c RC th映8瓜ng cung c医p m瓜v"8逢運ng d磯n t亥n s嘘8«"thi院t k院8院p"8亥u vào c栄a b瓜 khu院ej"8衣i thu壱v"vqƒp"mj»pi"8違ọ
B瓜 khu院ej"8衣k"8逢嬰c c医w"j·pj"pj逢"o瓜t b瓜 l丑e"vjgq"8k羽n áp, mang l衣k"ejq"p„"8瓜 l嬰i DC là 1 hay Av = +1 ho員e"8瓜 l嬰i th嘘ng nh医t.
Khác v噂i b瓜 l丑c RC th映 8瓜pi"vt逢噂e"8„"e„"8瓜 l嬰i DC nh臼 j挨p"8瓜 l嬰i th嘘ng nh医t. 姶w"8k吋m c栄a c医u hình này là tr荏 mjƒpi"8亥u vào cao, op-coru"pi<p"ej員n t違i quá m泳c vt‒p"8亥u ra c栄a b瓜 l丑c trong khi tr荏 mjƒpi"8亥u ra th医p c栄c"p„"pi<p"e違p"8k吋m t亥n s嘘 c逸t c栄a b瓜 l丑c b鵜違pj"j逢荏ng b荏i nh英pi"vjc{"8鰻i trong tr荏 kháng c栄a t違ị
C医u hình này mang l衣k"8瓜 鰻p"8鵜pj"8亥u ra c亥n thi院t và không c亥n khu院ej"8衣i tín hi羽w"vtqpi"vt逢運ng h嬰r"8亥u ra là tín hi羽w"v逢挨pi"v詠 tín hi羽u c違m bi院n oxỵ
S詠鰻p"8鵜nh c栄c"8亥u ra b瓜 mô ph臼ng v噂k"8瓜 l嬰i DC =1 là lý do quy院v"8鵜nh s穎 d映ng b瓜 l丑c tích c詠c b壱c 1 thay cho b瓜 l丑c RC trong thi院t k院 b瓜 mô ph臼ng l厩i c違m bi院n oxy 2.2.6 Thơng s嘘 PWM
Pj逢"8«"dk院t chip Atmega328p trên Arduino Uno R3 ch衣y 荏 m員e"8鵜nh 荏 prescaler = 64 các b瓜 T/C trên Arduino s胤 có t亥n s嘘 là 16MHz/64 = 250kHz. 永ng v噂i prescaler = 64 T亥n s嘘 m員e"8鵜nh trên pin 5,6 là 976 Hz (uno R3). T亥n s嘘 m員c 8鵜nh trên các pin còn l衣i là 490 hz.
T亥n s嘘 này khá th医p nên s胤 làm 違pj"j逢荏pi"8院p"8瓜 m鵜p"8亥u ra c栄a tín hi羽u mơ ph臼ng. Vì v壱y c亥n thi院v"v<pi"v亥n s嘘 ho衣v"8瓜ng 荏 chân ra tín hi羽u mơ ph臼pi"8k羽n áp c違m bi院p"qz{"8吋v<pi"8瓜 chính xác c栄a b瓜 mơ ph臼ng.
A嘘i v噂i chip Atmega328 vtqpi"ctfwkpq."zwpi"RYO"8逢嬰c t衣o ra pj逢"ucw0"C医p m瓜t xung nh鵜p P_clock vào b瓜 8院m Counter, Xung P_clock 8逢嬰c l医y ra t瑛 b瓜 chia t亥n s嘘 h羽 th嘘ng F_clock. M厩i m瓜t xung P_clock s胤 làm b瓜8院m Counter v<pi"vj‒o"o瓜t giá
24
tr鵜, khi giá tr鵜 8衣t max (tràn s嘘) thì counter l衣k"8逢嬰e"8員t v隠 0 (Fast PWM) ho員c l衣k"8院m lùi v隠 0 (Phase correct), quá trình này s胤8逢嬰c l員r"8k"n員p l衣i .
Ti院r"8院n, b瓜 so sánh s胤 ki吋m tra giá tr鵜 c栄a b瓜 8院m Counter v噂i m瓜t giá tr鵜 8員t vt逢噂c Value, giá tr鵜 l医y ra t瑛 b瓜 uq" uƒpj" e pi" ej pj" n " f衣ng xung PWM có t亥n s嘘Raenqem."8瓜 r瓜ng xung là t雨 s嘘 c栄a Value v噂i Counter.
Hình 2. 21 Nguyên lý t衣o xung PWM trong chip Atmega
T亥n s嘘 xung ph映 thu瓜c vào xung nh鵜p P_clock và d衣pi" 8院m eqwpvgt0" Pj逢" 8«" bi院t, m厩i xung P_clock vj·"eqwpvgt"v<pi"n‒p"3."p院u b瓜 8院m có c叡 là 8 bit thì c亥n 256 zwpi"8吋8院m t瑛 BOTTOM lên TOP .
N院u ch丑n ki吋u tam giác, khi Counter 8衣t TOP nó s胤 ti院p t映e"8院o"ńk."mjk"8„"p„" c亥n 256*2 xung P_clock 8吋8k"j院t m瓜t chu k 8院m.
Mjk"8„"e»pi"vj泳c t鰻pi"swƒv"8吋 tính t亥n s嘘 PWM là :
F_pwm = P_clock / (Top_value+1). /Fast Pwm./ Ho員c
F_pwm = P_clock / (2*( Top_value+1)) . /Phase Cerrect Pwm./ V噂i P_clock = F_clock / Prescaller.
Ví d映: Ch丑n ki吋u Fast PWM, t亥n s嘘 th衣ch anh F_clock = 16mhz, s穎 d映ng b瓜8院m timer 2" *:" dkv" ?" 3" d{vg+" v逢挨pi" 8逢挨pi TOP_value = 255+1. Gi違m t亥m s嘘 Counter xu嘘ng còn P_clock = 16mhz/64 = 250kHz. (Prescller = 64).
25
Ta có b違pi"8員t giá tr鵜zwpi"ejq"ctfwkpq"pj逢"uau
BＶng 2. 1 Tr鵜 s嘘 thi院v"8員t xung lock cho Arduino(Ngu欝n: Di宇p"8 p"Ctfwkpq"XP+ Pj逢"x壱y ch雨 c亥n truy c壱p các thanh ghi và thi院t l壱r"rtguecngt"?":0"Mjk"8„"v亥n s嘘 ho衣v"8瓜pi"8亥u ra s胤v<pi"n‒p0"Vc"e„"d違pi"Enqem"Dkv"pj逢"ucw<
N院u prescale = 8 thì t亥n s嘘ryo"8亥u ra s胤8逢嬰e"v pj"pj逢"ucw< prescaler = 1, P_clock = 16 MHz/8 = 2 MHz
T亥n s嘘 xung F_pwm = 2 MHz/256 = 7,8 kHz0"AÔ{"n "ik"vt l詠a ch丑n t亥n s嘘 xung ra t瑛 Arduino, giá tr鵜 7.8kHz t衣o ra tín hi羽w"8栄 m鵜pj"8欝ng th運i khơng làm Arduino ho衣t 8瓜ng v噂i t亥n s嘘 c詠e"8衣ị
2.2.7 Thi院t k院 b瓜 PID
D荏k"x·"ikƒ"vt鵜"8k隠w"ej雨pj"8k羽p"ƒr"mjƒ"pj臼"p‒p"uck"u嘘"8亥w"ik英c"8亥w"x q"x "8亥w"tc" e pi"t医v"pj臼0"Ak隠w"p {"n o"v p"jk羽w"ik違"n壱r"t医v"mj»pi"ej pj"zƒe0"Vj‒o"x q"8„"n "uck"u嘘" e栄c"eƒe"nkpj"mk羽p"e医w"vj pj"o衣ej"n丑e"NRH"v衣q"p‒p"d瓜"FCE0"X·"x壱{."e亥p"vjk院v"rj違k"e„" o瓜v"d瓜"jk羽w"ej雨pj"8吋"pjcpj"ej„pi"8k隠w"ej雨pj"eƒe"uck"u嘘"ik英c"8亥w"x q"x "8亥w"e栄c"e栄c"d瓜" DAC.
Vtqpi"vtpi"jr"p {"ve"ik"u"u"fpi"vjwv"vqp"RKF"x "e"ip"zÔ{"fpi"ov" ik違k"vjw壱v"o "e„"vj吋"v pj"vqƒp"pjcpj"8瓜"n羽ej"8吋"vjw壱v"vqƒp"RKF e„"vj吋"8ƒr"泳pi"pjcpj" 8欝pi"vj運k"v衣q"tc"ejw"m "v pj"vqƒpejq"d瓜"FCE.
Gi違i thu壱t tính tốn b瓜8k隠u khi吋n PID bao g欝m 3 thơng s嘘 riêng bi羽v."fq"8„"8»k" khi nó c”p"8逢嬰c g丑i là 8k隠u khi吋n ba khâu: các giá tr鵜 t雨 l羽, tích phân và 8衣o hàm, vi院t t逸t là P, I, và D. Giá tr鵜 t雨 l羽zƒe"8鵜pj"vƒe"8瓜ng c栄a sai s嘘 hi羽n t衣i, giá tr鵜 tích phân zƒe"8鵜nh vƒe"8瓜ng c栄a t鰻ng các sai s嘘 quá kh泳, và giá tr鵜 vi phân zƒe"8鵜pj"vƒe"8瓜ng c栄a t嘘e"8瓜 bi院p"8鰻i sai s嘘.
26
T鰻ng ch壱p c栄c"dc"vƒe"8瓜pi"p {"f́pi"8吋 8k隠u ch雨nh q trình thơng qua m瓜t ph亥n t穎 8k隠u khi吋p0"Pj逢"x壱y, nh英ng giá tr鵜 này có quan h羽 v隠 th運i gian: P ph映 thu瓜c vào sai s嘘 hi羽n t衣i, I ph映 thu瓜e"x q"v ej"n {"eƒe"uck"u嘘 quá kh泳, và D d詠 8qƒp"eƒe"uck"u嘘v逢挨pi" lai, d詠a vào t嘘e"8瓜vjc{"8鰻i hi羽n t衣ị
Hình 2. 22 U挨"8欝 thu壱t toán PID c栄a b瓜 DAC G丑i :
ym: giá tr鵜 8k羽n áp mong mu嘘n y: giá tr鵜8k羽n áp th詠c t院 e = ym Ỵ y: sai s嘘8k羽n áp
Giá tr鵜 tín hi羽w"8k隠u khi吋p"RKF"Wm"8逢嬰c tính b茨ng t鰻ng thành b荏i 3 thành ph亥n :
+ Up = k喧. e(t) = k喧. 結rror(建): thành ph亥n tín hi羽w"8k隠u khi吋n t雨 l羽 v噂i sai s嘘. Thành ph亥n này g丑i là thành ph亥n t雨 l羽.
+ Up = kt 完 結岫酵岻穴酵待痛 = (Iterm += (ki*error)): thành ph亥n tín hi羽w"8k隠u khi吋n t雨 l羽 v噂i t鰻ng sai s嘘 theo th運i gian. Thành ph亥n này g丑i là thành ph亥n tích phân.
+ Ud = kd 鳥勅岫痛岻
鳥痛 = (Input lasInput): thành ph亥n tín hi羽w"8k隠u khi吋n t雨 l羽 v噂i bi院n thiên sai s嘘 theo th運i gian. Thành ph亥n này g丑i là thành ph亥n vi phân.
L医y t鰻ng các thành ph亥p"vt‒p"vc"8逢嬰c thành ph亥n tín hi羽w"8k隠u khi吋n PID. Uk = Up + Ui + Ud = k喧. e(t) + kt 完 結岫酵岻穴酵待痛 + kd 鳥勅岫痛岻
鳥痛
Giá tr鵜 8k羽p"ƒr"8亥u ra n茨m trong kho違ng 0,1-0,9V 泳ng v噂k"8瓜 r瓜ng xung pwm trong kho違pi"4'"8院n 20% (100% - 5V).
S穎 d映ng hàm chuy吋p"8鰻k"vtwpi"ikcp."8吋swk"8鰻i giá tr鵜8k羽p"ƒr"8丑e"8逢嬰c (DC t瑛 0 - 5v) thành giá tr鵜 digital (0-477+"e挨"u荏8吋 xu医t zwpi"ryo"vjgq"'"8瓜 r瓜ng
27
Hàm trung giang có d衣ng x = map(val, 0,1023,0,255)
Cu嘘i cùng xung pwm = Uk.x. V噂i val là giá tr鵜8丑e"8逢嬰c t瑛 c違m bi院n oxy
Tùy theo vi羽c l詠a ch丑n các h羽 s嘘 Kp, Ki, Kd, vi羽c tính tốn giá tr鵜 PWM s胤 di宇n ra v噂i t嘘e"8瓜x "8瓜鰻p"8鵜nh khác nhaụ
405"Ac"pjk羽m cho arduino v噂i ch泳e"p<pi"pi逸t ngoàị
A吋 vjc{"8鰻i các ch院 8瓜 mơ ph臼ng gi違 l壱p tín hi羽u c違m bi院p"qz{"8欝ng th運i thay 8鰻i hi吋n th鵜 8flp"dƒq"oqfg0"Ej院8瓜 ng逸t trên Arduino c亥p"8逢嬰c s穎 d映pị"f逢噂i tác d映ng cu育 nút nh医n Arduino s胤 th詠c hi羽p" ej逢挨pi" vt·pj" eqp" n " ejw{吋n ch院 oqfg" 8欝ng th運i chuy吋n tr衣pi"vjƒk"8flp"dƒq"oqfg0
U挨"8欝 ng逸v"8逢嬰c minh h丑c"pj逢"j·pj"d‒p"f逢噂ị Arduino s胤 th詠c hi羽p"eƒe"ej逢挨pi" trình con khi nút nh医p"8逢嬰c kích ho衣t.
Hình 2. 23 U挨"8欝 ng逸v"piq k"vtqpi"xk"8k隠u khi吋n arduino
2.4 T衣o giao di羽n hi吋n th鵜.
A吋 xem xét quá trình ho衣v"8瓜ng c栄a b瓜 mơ ph臼ng, c亥n thi院t có m瓜t giao di羽n th運i gian th詠e"vtqpi"8„"jk吋n th鵜 giá tr鵜 8k羽n áp c栄a c違m bi院n, giá tr鵜8k羽n áp mô ph臼ng, giá tr鵜 mode và các thông s嘘 khác.
Giao di羽p"p {"8逢嬰c t衣o nên b茨ng ph亥n m隠m LabView.
Sau khi có các lý thuy院t c亥n thi院t cho b瓜 mô ph臼pi0"D逢噂c ti院p theo là thi院t k院 b瓜 mô ph臼ng trên ph亥n m隠m gi違 l壱r"rtqvgwu"8吋 8ƒpj"ikƒ"x "8k隠u ch雨nh các thông s嘘 c亥n thi院v"vt逢噂c khi ti院n hành th詠c hi羽n b瓜 mô ph臼ng.
28 EJ姶愛PI"50VJK蔭V"M蔭"Oð"RJ碓PI"" 3.1 Thi院t k院 b嘘 trí chung 50303"U挨"8欝 b嘘 trí chung Hình 3. 1 U挨"8欝 kh嘘i b嘘 trí chung 3.1.2 Nguyên lý v壱n hành c栄c"u挨"8欝 C違m bi院p" qz{" 8q" n逢嬰ng oxy cịn trong khí x違 và xu医t tín hi羽w" 8k羽p" ƒr" 8院n arduinọ Arduin ti院p nh壱n tín hi羽u t瑛 c違m bi院p"qz{."zgo"zfiv"oqfg"8cpi"x壱n hành và xu医t tín hi羽u PWM v噂i xung nh鵜r"8逢嬰e"v<pi"n‒p"i穎k"8院n m衣ch LPF.
M衣ch low pass filter nh壱n tín hi羽u PWM và chuy吋p"8鰻i thành tín hi羽u analog và xu医v"8院p"GEO0"A欝ng th運i tín hi羽w"cpcnqi"p {"e pi"8逢嬰c g穎i tr荏 v隠ctfwkpq"8吋 so sánh v噂i tín hi羽u t瑛 c違m bi院n oxỵ
Arduino nh壱n tín hi羽u ph違n h欝i và so sánh v噂i tín hi羽u c違m bi院p"qz{0"Ucw"8„"v p" tốn sai s嘘 b茨ng thu壱v"vqƒp"RKF"8吋8k隠u ch雨nh xung PWM phù h嬰p.
Cu嘘i cùng arduino xu医t d英 li羽u c栄a q trình lên màn hình máy vi tính thơng qua ph亥n m隠o"NcdXkgy"8吋 hi吋n th鵜 tồn b瓜 q trình b茨pi"8欝 th鵜.
3.2 Mô ph臼ng mô ph臼ng ho衣v"8瓜ng trên proteus.
A吋 ki吋m tra các thi院t k院 8« trình bày 荏 trên, chúng ta ti院n hành mô ph臼ng ho衣t 8瓜ng c栄a h羽 th嘘ng trên ph亥n m隠o"rtqvgwu"vt逢噂e"mjk"8k"8院n thi院t k院 b瓜 mô ph臼ng th詠c t院
C違m bi院n oxy Nút ch丑n mode Aflp"dƒq"oqfg Arduino M衣ch LPF LabView analog analog PWM Serial ECM Vòng l壱p ph違n h欝i
29
Hình 3. 2 M衣ch mơ ph臼ng trên Proteus cho b瓜 mô ph臼ng c違m bi院n oxy
Vtqpi"u挨"8欝 này, c違m bi院p"qz{"8逢嬰c thây th院 b茨ng m瓜t c亥u phân áp k院t h嬰r"8k羽n tr荏 và bi院n tr荏. Giá tr鵜8k羽n áp ngõ ra t瑛 0.1 Ỵ 1.0V.
Chân s嘘 9 c栄a Arduino là chân ra c栄a tín hi羽u PWM. Chân này c医r"8院n b瓜 LPF 8欝ng th運i n嘘i v噂i chân B c栄a Oscilloscopes 8吋 so sánh tin hi羽u v噂k"8亥u ra c栄c"NRH."8亥u tc"p {"8逢嬰c n嘘i v噂i chân D c栄a Oscilloscopes.
K院t qu違 mô ph臼ng cho th医y m衣ch ho衣v"8瓜ng 鰻p"8鵜nh 荏 các ch院8瓜 modẹ B瓜 l丑c tích c詠e"mj»pi"n o"vjc{"8鰻i giá tr鵜 ngõ rạ Tín hi羽u ph違n h欝i ho衣v"8瓜ng t嘘t d詠a vào tín hi羽u ngõ vào cho giá tr鵜 pi "tc"v逢挨pi"8欝ng.
30
雲 d衣ng s嘘, b茨ng cách k院t n嘘i Arduino v噂i máy vi tính và g丑i c鰻ng Serial Vitial Terminal. K院t qu違 cho th医y giá tr鵜 8k羽n áp ph違n h欝i t瑛 b瓜 LPF b茨ng v噂i giá tr鵜 8k羽n áp phát ra c栄a cw"rjÔp"r0"Akn áp này c医p vào chân A0 c栄a Arduinọ
Hình 3. 4 B違ng giá tr鵜 Virtual Terminal l医y t瑛 c鰻ng Serial T瑛 k院t qu違 cho th医y: T瑛 k院t qu違 cho th医y:
- C瓜v"3"n "8k羽n áp phát c栄a c亥u phân áp(c医p vào chân A0): Setpoint - C瓜v"4"n "8k羽n áp ph違n h欝i sau b瓜 LPF(c医p vào chân A1): Input - C瓜t 3 là 8k羽n áp tín tốn phát PWM(phát ra 荏 chân s嘘 9): Output
3.3 Vai trị c栄a thu壱t tốn PID
A吋 8ƒpj"ikƒ"xck"vt”"e栄a thu壱t tốn PID, chúng ta xem xét ho衣v"8瓜ng c栄a b瓜 mô ph臼ng v噂i ch泳e"p<pi"RKFoff và PIDon. B茨ng cách in d英 li羽w"vtqpi"Ugtkcn."ucw"8„"x胤8欝 th鵜 b茨pi"Gzgn"8吋8ƒpj"ikƒ"xck"vt”"e栄a thu壱t tốn PID.
Hình 3. 5 Bi吋w"8欝 Setpoint và Input 荏 ch院8瓜 PID on 0 0 10 20 30 40 50 60 70 1 3 3 6 5 9 7 1 2 9 1 6 1 1 9 3 2 2 5 2 5 7 2 8 9 3 2 1 3 5 3 3 8 5 4 1 7 4 4 9 4 8 1 5 1 3 5 4 5 5 7 7 6 0 9 6 4 1 6 7 3 7 0 5 7 3 7 7 6 9 8 0 1 8 3 3 8 6 5 8 9 7 9 2 9 9 6 1 9 9 3 1 0 2 5 1 0 5 7 1 0 8 9 1 1 2 1 1 1 5 3 1 1 8 5 PID-on setpoint input
31
Hình 3. 6 Bi吋w"8欝 Setpoint và Input 荏 ch院8瓜 PID off
Có th吋 th医y r茨ng vai trị c栄a thu壱t tốn RKF"8嘘i v噂i nh英ng vịng l壱p ph違n h欝i r医t quan tr丑ng. Nó giúp h羽 th嘘ng ho衣v"8瓜ng 鰻p"8鵜pj."8ƒr"泳ng nhanh, và ch嘘ng v丑t l嘘8¿pi"