Trên thực tế việc khảo sát mô hình toán của lò sấy trong thực tế là rất khó khăn nên trong đồ án này sẽ khảo sỏt và mụ phỏng đặc tớnh của lũ điện trở tại phũng thớ nghiệm
61
Luận văn cao học – 2009
Hỡnh 4.14: Đường đặc tớnh đối tượng lũ điện trở ghi trờn mỏy Với đặc tớnh đối tượng cho trước như hỡnh vẽ:
- Giới hạn thang đo: 0 ữ 10V (tương ứng với 00 C ữ 1000 C)
- Tốc độ mỏy ghi: 10 mm/h (tương ứng với 1mm/6s)
- Đỏp ứng đầu vào 3V ữ 5V
- Đỏp ứng đầu ra 47,50C ữ 640C (tương ứng với 4,75V ữ 6,4V)
Từ đồ thị đưa về dạng so chuẩn ta xỏc định được trễ vận chuyểnτ0 = 12(s) 4.4.2 Xỏc định mụ hỡnh đối tượng của hệ thống
1(t) W1 ( p) Hỡnh 4.15: Mụ hỡnh đối tượng Hàm truyền đạt: WDT (s) = W1(s).e− τ0s Ta cú thể xỏc định W1( p) từ hàm y1 (t) : Xỏc định hàm so chuẩn σ(t ) : Ta cú h( ∞) = h 1 ( ∞ ) 62 download by : skknchat@gmail.com
Từ điểm 0,7 kẻ song song với trục t cắt đường đặc tớnh tại điểm A.
- Từ điểm A kẻ song song với trục σ(t) cắt trục t tại điểm t7 .
- Chia t7 làm 3 phần băng nhau và lấy điểm t3 .
- Từ điểm t3 kẻ song song với trục σ(t) cắt đường đặc tớnh tại điểm B.
- Từ B kẻ song song với trục t cắt trục σ (t) tại σ(t3 ) Hàm so chuẩn được xỏc định :
σ(t3 ) = y(t 3 )
= 0,33 y(∞)
Ta nhận thấy rằng 0,31< σ(t3) .Vậy đối tượng đó cho là khõu quỏn tớnh bậc nhất cú trễ.
Hàm truyền đạt của đối tượng cú dạng :
W(s) =
Xỏc định cỏc thụng số của hàm truyền đạt: Do đú hệ số khuếch đại: Kdt =
Xỏc định trễ dung lượng τ và hằng số thời gian T
Đối tượng là khõu bậc nhất cú trễ nờn hàm so chuẩn được mụ tả dạng:
(t) σ Chọn hai điểm A và B trờn đồ thị: σA = 0,2 → tA = 54(s) σB = 0,8 → tB = 276(s) 1− σ A = e 1 − σB = e 63
ln(1 − σB ) ln(1 − σA ) ln(1 − σB) t B.ln(1− σ A )− τ1.ln(1− σ A ) = tA .ln(1− σB ) − τ1.ln(1− σB ) ln(1− σA ) − ln(1− σB ) = tB Thay vào hàmσ(t) ta cú: T =ln 1 τ1 =
Do đú hàm truyền đạt của khõu quỏn tớnh bậc nhất cú trễ là: W1
(s) = Hàm truyền đạt của đối tượng được xỏc định bởi:
W
DT =
Vậy hàm truyền đạt của hệ thống là:
WDT = 0.82e−30s
4.4.3 Phương phỏp Ziegler – Nichols để xỏc định tham số cho bộ điều khiển PID truyền thống
a Phương phỏp Ziegler – Nichols I
Luật P PI PID
Bảng 4.3: Tham số bộ điều khiển theo phương phỏp Ziegler – Nichols I Đối với đối tượng là lũ điện trở cú hàm truyền:
0.82e−30s
W
Thỡ bảng thụng số cho cỏc bộ điều khiển là: Luật P PI PID TD 15
Bảng 4.4: Tham số bộ điều khiển theo phương phỏp Ziegler – Nichols I cho đối tượng lũ điện trở
b Phương phỏp Ziegler – Nichols II
Phương phỏp này tớnh cỏc tham số của bộ điều khiển dựa trờn Kth và Tth
a) Xỏc định Kth và Tth > Gh=tf(0.82,[160 1]) Transfer function: 0.82 --- 160 s + 1 > Gh.inputdelay=30 Transfer function: 0.82 exp(-30*s) * --- 65 download by : skknchat@gmail.com
Luận văn cao học – 2009 160 s + 1 > Gh_app=pade(Gh,3) Transfer function: -0.82 s^3 + 0.328 s^2 - 0.05467 s + 0.003644 --- 160 s^4 + 65 s^3 + 11.07 s^2 + 0.7778 s + 0.004444 > rlocus(Gh_app) Hỡnh 4.16: Xỏc định Kth Vậy Kth của hàm xấp xớ là: 11,9
Sau khi xỏc định được Kth của hàm xấp xỉ Gh_app, thay vào đối tượng để hiệu chỉnh lại tham số Kth để hệ kớn của đối tượng ở chế độ biờn giới ổn định tức là h(t) cú dạng dao động điều hoà:
Hỡnh 4.17: Sơ đồ mụ phỏng khi Kth = 11 66
Với Kth = 11 thỡ hệ kớn cú dạng dao động điều hoà:
Hỡnh 4.18: Đặc tớnh hằng số tới hạn Từ đồ thị tỡm được Tth = 110
Luật tớnh toỏn bộ tham số theo phương phỏp Ziegler – Nichols II Luật
P PI PID
Bảng 4.6: Tham số bộ điều khiển theo phương phỏp Ziegler – Nichols II Đối với đối tượng là lũ điện trở cú hàm truyền:
W
DT
Thỡ bảng thụng số cho cỏc bộ điều khiển là: Luật
P PI PID
Bảng 4.6: Tham số bộ điều khiển theo phương phỏp Ziegler – Nichols II cho đối tượng lũ điện trở
67
Luận văn cao học – 2009