Cấu trúc của bộ điều khiển PI truyền thống cho hệ thống cán tấm gồm hai thành phần: bộ điều khiển phản hồi và bộ điều chỉnh nhiễu tác động ở đầu vào nhƣ hình 2.2. U V PI hare f DS0 e-sTa Dhe U V I V Bộ điều khiển ha
Hình 2.2. Cấu trúc của hệ thống cán với bộ điều khiển PI
Trong đó:
- Biến he và so : biểu thị cho những sai số nhỏ của điểm làm việc (he = 5 mm, ha = 3 mm, S0 = 2 mm).
- Te: thời gian trễ
- Biến he (he): biểu thị các giá trị đo trễ của độ dày phôi trƣớc khi vào giá cán.
- Khuếch đại U và V là các đạo hàm riêng của hàm truyền tại điểm vận hành. Để đơn giản, thời gian trễ Te đƣợc bỏ qua trong các sơ đồ khối. Bộ điều
khiển điều chỉnh nhiễu tác động ở đầu vào đƣợc giới thiệu để bù các nhiễu đo đạc
A/Ie. Các điều khiển phản hồi PI thiết lập sai số bằng không ở trạng thái ổn định. Thời gian trễ Te phụ thuộc vào vận tốc của phôi.
-46-
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Ở đây giới thiệu bộ điều khiển tín hiệu trƣớc để bù trƣớc cho giá trị nhiễu
he. Bộ phản hồi PI có dung sai bằng không ở trạng thái bền vững. Thời gian trễ Te
phụ thuộc vào vận tốc của phôi .
( ) ( ) a a W l T t v t (2.6)
Hằng số thời gian của PI là Tl sẽ đƣợc chuẩn hóa Ta bằng cách thêm biến T’ để đạt đƣợc hệ thống kín bất biến theo thời gian.
, i a T T T (2.7)
Để đạt đƣợc biên pha 65, điểm gốc của hệ điều khiển đƣợc đặt ở tần số 2,2 [rad/s] và T’ = 0,454 ; K= 0,316 (-10dB).
2.1.3. Kết quả
Phản ứng của hệ điều khiển tín hiệu trƣớc và hệ phản hồi đƣợc trình bày nhƣ hình 2.3
Hình 2.3- Phản hồi trạng thái vòng kín của hệ điều khiển PI
Rõ ràng sai số của quá trình chạy mô phỏng lần đầu tiên và cuối cùng sẽ lần lƣợt tƣơng ứng với quá trình tăng tốc và giảm tốc của phôi.
* Hạn chế : Bộ điều khiển này sẽ không đạt đƣợc sai số bằng không khi máy cán thay đổi theo thời gian. Những tín hiệu nhiễu phụ thuộc vào độ dày đầu vào phôi và khoảng cách lấy mẫu. Các đỉnh là do sự thay đổi của chiều dày đầu vào dải và khoảng thời gian lấy mẫu. Trong trƣờng hợp xấu nhất bộ điều khiển điều chỉnh nhiễu tác động đầu vào phản ứng với chu trình lấy mẫu quá chậm.
-47-
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn