Đáp ứng của đối tượng khi chưa có bộ điều khiển PID:
Hình 8: Đáp ứng của đối tượng khi chưa có bộ điều khiển
Mô hình Matlab của hệ thống với Kp=0.1; Ki=Kd=0
Khi Kp=0.1; Ki=Kd=0
Đáp ứng của hệ thống đối với Setpoint dạng sóng vuông
27
Hình 9: Khi Kp=0.1; Ki=Kd=0
Tiếp theo ta tăng dần Kp để hệ thống dao động điều hòa, khi đó thông số mới của bộ PID là: Kp = 0.5825; Ki = Kd = 0
Hình 10: Đồ thị đáp ứng của hệ thống khi Kp = 0.5825, Ki = Kd = 0
28
30Gm = 5.01 dB (at 3.99 rad/s) , Pm = 49.3 deg (at 2.06 rad/s) (d B ) 20 10 M ag ni tu de 0 -10 -20 0 (d eg ) -1.152 P ha se -2.304 -3.456
Nhận xét: Dộ dự trữ biên độ và độ dự trữ pha đều dương, hệ thống ổn định
(d B ) M ag ni tu de (d eg ) P ha se Nhận xét: Tần số Bandwith 0.82Hz ở -3dB Chu kì sóng vuông: 1/(0.082)= 13s
29
Hình 13: Mô phỏng Matlab với các thông số vừa tính được
Hình 14: Đáp ứng của hệ thống với Setpoint dạng sóng vuông
Độ quá điều chỉnh: 39,8%; thời gian quá độ: 8.125s
Tín hiệu đầu ra khá trơn tru, nhưng độ quá điều chỉnh quá cao, không nằm trong dải cho phép 0-30% để hệ thống ổn định
Điều chỉnh các thông số PID để đạt được độ quá điều chỉnh nằm trong dải cho phép <30%, ta được các thông số PID mới: Kp= 0.345; Ki= 0.24; Kd= 0.029
30
Hình 15: Đáp ứng của hệ thống với các thông số PID chỉnh định
Độ quá điều chỉnh của PID: 24,5%; thời gian quá độ: 8s
Tín hiệu đầu ra khá trơn tru, độ quá điều chỉnh thấp, thời gian quá độ ngắn
7. Phương pháp chỉnh định tay
Sau khi chỉnh định bằng tay, ta được các thông số PID mới: Kp= 0.17; Ki=0.2175; Kd=0.0025
31
Hình 16: Đồ thị Bode vòng hở
Nhận xét: Độ dự trữ pha và độ dự trữ biên độ dương, hệ thống ổn định
Hình 17: Đồ thị Bode vòng kín
Hình 18: Đáp ứng đầu ra và đầu vào
32
Nhận xét: Độ quá điều chỉnh: 15%, thời gian quá độ 6.5s
24 15
Hình 19: So sánh bộ điều khiển chỉnh định tay và dùng phương pháp Z- N Nhận xét:
Qua khảo sát cho thấy bộ PID chỉnh định tay cho đáp ứng tốt hơn PID dùng phương pháp Z-N
33
CHƯƠNG 6. PID+ Controller
Tương tự giống như bộ PI+, bộ điều khiển PID+ được sử dụng trong những trường hợp mà việc loại bỏ nhiễu 1 chiều là quan trọng, ta muốn tăng độ lợi tích phân Ki lên để nhanh chóng loại bỏ sai lệch tĩnh. Nhưng việc tăng Ki như vậy đối với bộ điều khiển PID thì nó sẽ làm cho độ vọt lố tăng cao quá mức cho phép. Từ đó, người ta đề xuất bộ PID+ như là một sự cải tiến để có thể cho phép ta tăng độ lợi tích phân mà không làm độ vọt lố tăng quá ngưỡng cho phép.