Tín hiệu đầu ra của bộ điều khiển:
Bộ điều khiển PID ra đời và nổi lên như một giải pháp cho vấn đề chống sai số trong điều khiển bằng cách dùng các mô hình điều khiển lặp và điều chỉnh đáp ứng ngõ ra của hệ thống dựa trên các giá trị hồi tiếp của quá trình.
Sau đây chúng ta tìm hiểu từng phần tử trong bộ PID
2.3 Thiết kế bộ điều khiển PID
Luật điều khiển thường được chọn trên cơ sở đã xác định được mô hình toán học của đối tượng phải phù hợp với đối tượng cũng như thỏa mãn yêu cầu của bài toán thiết kế.
Trong trường hợp không thể xác định được mô hình toán học của đối tượng, có thể tìm luật điều khiển cũng như các tham số của bộ điều khiển thông qua thực nghiệm.
Ziegler và Nichols đã đưa ra phương pháp xác định thông số tối ưu của bộ PID là dựa trên đồ thị hàm quá độ của đối tượng hoặc dựa trên các giá trị tới hạn thu được qua thực nghiệm.
2.3.1 Sử dụng hàm quá độ của đối tượng
Phương pháp này còn có tên là phương pháp thứ nhất của Ziegler – Nichols. Nó có nhiệm vụ xác định các thông số Kp , TN , TV cho các bộ điều khiển P, PI và PID trên cơ sở đối tượng có thể mô tả xấp xỉ bởi hàm truyền đạt dạng:
t
-T s Ke G(s) =
Ts+1
Sao cho hệ thống nhanh chóng về trạng thái xác lập và độ vọt lố maxkhông vượt
quá một giới hạn cho phép, khoảng 40% so với t t h h( ) lim ( ) : % 40 ) ( max max h h .
Ba tham số Tt (thời gian trễ), K (hệ số khuếch đại) và T (hằng số thời gian quán tính) của mô hình xấp xỉ có thể xác định được gần đúng từ đồ thị hàm quá độ h(t) của đối tượng. Nếu đối tượng có dạng như hình 7a mô tả thì từ đồ thị hàm h(t) đó ta đọc ra được:
- Tt là khoảng thời gian tín hiệu ra h(t) chưa có phản ứng ngay với tín hiệu kích thích 1(t) tại đầu vào.
- K là giá trị giới hạn t t h h( ) lim ( )
- Gọi A là điểm kết thúc khoảng thời gian trễ, tức là điểm trên trục hoành có hoành độ bằng Tt. Khi đó T là khoảng cần thiết sau Tt để tiếp tuyến của h(t) tại A đạt được giá trị K.
a) b)